nejprve
stavební stroje a stavba mostů - silnic a dálnic
Jak se dělá dálnice - autojeřáb Tatra 148 / ČKD
Jak se staví Baransovský most
k jednotlivým stavebním strojům
autojeřeb na podvozku Tatra 148 s nástavbou jeřábu ČKD
další stavební stroje
buldozer
rypadla (bagry) - pásový a kolový (rypadlo jako autonástavba)
grejdr
pojízdný exkavátor
skrejpr
k vlastnímu příspěvku
kde so k nalezení, z hlediska stavebních strojů...
první část tohoto příspěvku - s jednotlivými podčástmi označenými číslicemi je spíš teoretická - druhá část by měla přinést kinematický rozbor konkrétních strojů - například bagr je označen jako "B" a na závěr - v části "S" - by pak mělo příbýt album stavebních strojů...
Pro zjištění celkového počtu stupňů volnosti mechanické soustavy - a zjištění, zda se jedná o mechanismus, soustavu staticky přeurčitou, určitou nebo neurčitou se od sebe odečítají vnější stupně volnosti a vnitřní stupně volnosti...
soustava staticky neurčitá, určitá a přeurčitá - součtové podmínky rovnováhy
Když už byly načnuty základní veličiny mechaniky - tedy síla (pro obor statika a dynamika) a rychlost (jen pro obor dynamika) - tak obě veličiny lze přepočítat na moment síly - takže obě veličiny mohou přinést tentýž výsledek - jenom zdrojem síly je veličina "tlak" (mimochodem tlak bývá možná trochu překvapivě udáván v elektrotechnice jako výchozí veličina slunečních elektráren)
obsah příspěvku
anotace
rozcestník mechanika
mosty a stroje 3/ část 1
kinematika - vymezení oboru kinematika v rámci ostatních oborů mechaniky - což je statika a dynamika
mosty a stroje 3/ část 2
počet stupňů volnosti, stupně volnosti, number ofdegrees of freedom, DOF
poměrně důležitá část mechaniky - která vymezuje z konstrukčního hlediska různé systémy - od pohyblivých mechanismů jako bagry nebo nakladače, přes uzavřené mechanismy (označované jako staticky přeurčité). přes mosty s dilatací (tedy konstrukce staticky určité) - až po konstrukce staticky neurčité (tedy upevněné více než je nezbytně nutné - což může vést k poruchám)
jinak pro označení stupňů volnosti se používají různé symboly - třeba výše zmíněná zkratka DOF, "m", nebo "n"
zde privátně zaveden úzus, že "n" je počet stupňů volnosti a "m" je počet členů mechanismu, i když v literatuře se poměrně často vyskytuje označení naopak
mosty a stroje 3/ část 3
přepočty mezi vstupními a výstupními veličinami "přepočet obojí rychlosti" , přepočty pro další výpočty například v dynamice
/ jinak přepočty perioda - frekvence - vnitřní (tzv. úhlová) rychlost - výstupní rychlost vozidla se zabývá zde v blozích několik příspěvků s označením "KFD" , např.Mechanika KFD 2 - pomaluběžný nebo rychloběžný motor, cyklistické závody - Blog iDNES.cz /
mosty a stroje 3/ část 4 (2+2)
mechanismy se dvěma styčníky (klouby, "joints") v jednom elementu
mosty a stroje 3/ část 5 (3+2)
mechanismy se třemi styčníky (klouby, "joints") v jednom elementu
mosty a stroje 3/ část 6 (2+3)
mechanismy s styčníkem, do kterého ústí tři elementy
mosty a stroje 3/ část 7
uzavřené mechanismy - například čerpadla
takže tímto končí spíše teoretická část příspěvku, a následovat by měla kinematika na konkrétních příkladech
mosty a stroje 3/ část B kinematika bagru
mosty a stroje 3/ část S album stavebních strojů
mosty a stroje 3/ část DHM mechanika hybnosti a méně obvyklých veličin
ROZCESTNÍK MATEMATIKA a stavební stroje
rozcestník aritmeticko - geometrická kinematika
kinematika - členění
kinematika aritmetická a geometrická (kresba JT)
aritmetická kinematika - otáčky pohonu (například motoru automobilu)
aritmeticko - geometrická kinematika - čas přepočtený na úhlovou dráhu - může mít význam například u výpočtu otáček kladkostroje; (aritmeticko) - geometrická kinematika například pro pohyb kladkostroje a do určité míry i stavebních strojů a jeřábů - kinematika která vychází z frekvence a hybnosti
deskriptivně - geometrická kinematika - čas zde nehraje roli - význam zde mají úhly mezi jednotlivými elementy a také počet stupňů volnosti příslušný ke každému elementu - typickým zařízením kde se uplatňuje tato disciplína jsou stavební stroje a jeřáby
jak se z aritmetiky stává geometrie ?
poměrně důležitou veličinu v mechanice je přepočet mezi časem a dráhou - což umožňuje veličina zvaná úhlová dráha psí
ve zlomcích se vykrátí (mezi čitatelem čas úkonu delta t a jmenovatelem veličina čas perioda otáčky T - nikoliv však hodnoty které se vypočítaly - a z otáček se stanou úhly - nicméně aritmetika je zde stále latentně zastoupena - proto zde použito označení aritmeticko - geometrická...Mechanika KFD / DAV - frekvence, rychlost, zrychlení / proč rychlé vozy mají velká kola - Blog iDNES.cz
další disciplína - zde označená jako deskriptivně-geometrická kinematika je čistě geometrickou záležitostí
podčást aritmeticko - geometrická kinematika
v části 2 a 3 příspěvku je právě pojednán převod frekvence a rotace (úhlové rychlosti) - zde nazván jako geometrická kinematika (přesněji aritmeticko - geometrická kinematika - neboď zde stále aritmetické veličiny hrají jstou roli, na rozdíl u geometrických převodů lineárních pohybů na rotaci - zde označovaném jako deskriptivně - geometrická kinematka
Mechanika JB /DPMW přístavní jeřáb - jak se připojit k internetu 4 (přirovnání k přístavu) - Blog iDNES.cz (část příspěvku na téma jeřáby)
(Dálniční most přes Křešické údolí 3 - kinematika stavebních strojů a stavba mostů - tento příspěvek)
podčást deskriptivně - geometrická kinematika
Mechanika KFD 4 - návštěva tiskárny a části strojů Návštěva staré tiskárny - části strojů a mechanismy - Blog iDNES.cz
Dálniční most přes Křešické údolí 3 - kinematika stavebních strojů a stavba mostů (tento příspěvek)
ROZCESTNÍK MECHANIKA a stavební stroje
Mechanika DHM - mechanika hybnosti a méně obvyklých veličin (dvojitých momentů)
Letecké měřící přístroje a odpovídající veličiny, letiště Žatec a Mig 29 - Blog iDNES.cz zde především porovnávána hybnost a moment hybnosti
Nádraží a vlak - rychlost a zrychlení - mechanika integrálních a diferenciálních počtů - Blog iDNES.cz v části příspěvku porovnávány různé způsoby výpočtu rychlosti - a zejména výpočet rychlosti jako dvousložkové veličiny - pohyb zrychlený x pohyb rovnoměrný
Dálniční most přes Křešické údolí 3 - kinematika stavebních strojů a stavba mostů (tento příspěvek) - zde rovněž porovnávána hybnost a moment hybnosti
Mechanika silnic a stavebních strojů
rozcestník na alba stroje a vozidla podle druhů
album stavební stroje Dálniční most přes Křešické údolí 3 - kinematika stavebních strojů a stavba mostů (závěr tohoto příspěvku)
album jeřáby Mechanika JB /DPMW přístavní jeřáb - jak se připojit k internetu 4 (přirovnání k přístavu) - Blog iDNES.cz
album nákladní a užitkové automobily (včetně sanitek)
Mechanika DPM/W výkon okamžitý z frekvence, nebo statistický z práce - nákladní vozy - Blog iDNES.cz
rozcestník silnice, dálnice, mosty, statika
"mosty 2" - také statika 1
mosty typu "Nuselský most" - tedy mosty s rozdělenou zátěží mostovky (ohyb) a zátěží podpor (tlak) - Statika 1 - mosty 1 + 1 (oddělený ohyb mostovky a tlak podpory), vojenské stavby - Blog iDNES.cz
"mosty 1" - také statika 2
mosty se sdruženou zátěží mostovky a podpor - tedy mosty nejrůznějších typů od klenbových, visutých nebo třeba dálniční mosty budované na dálnici D1 zejména v 70tých letech - tedy s šikmými podpěrami - které přenáší část ohybových momentů podobně jako například klenbové nebo visuté mosty
Mosty od klenbových po vysuté (statika 2) - soustava staticky (ne, pře) určitá - Blog iDNES.cz
tento příspěvek "mosty a stroje 3" - Dálniční most přes Křešické údolí 3 ( neboli kinematika mostů a mechanismů 3)
vlastní příspěvek
mosty a stroje 3/ část 1
kinematika - vymezení oboru kinematika v rámci ostatních oborů mechaniky - což je statika a dynamika
jak již bylo zmíněno - na rozdíl od statiky nebo dynamiky - "kinematika" nepřináší výsledky v cifrách - ale spíše jenom analyzuje
"kinematika" je tedy obor přepočtů, koeficientů, porovnávání, odvozování a úvah
mosty a stroje 3/ část 2
počet stupňů volnosti, stupně volnosti, number of degrees of freedom, DOF
poměrně důležitá část mechaniky - která vymezuje z konstrukčního hlediska různé systémy - od pohyblivých mechanismů jako bagry nebo nakladače, přes uzavřené mechanismy (označované jako staticky přeurčité). přes mosty s dilatací (tedy konstrukce staticky určité) - až po konstrukce staticky neurčité (tedy upevněné více než je nezbytně nutné - což může vést k poruchám)
jinak pro označení stupňů volnosti se používají různé symboly - třeba výše zmíněná zkratka DOF, "m", nebo "n"
stanovení počtu volnosti
zde privátně zaveden úzus, že "n" je počet stupňů volnosti a "m" je počet členů mechanismu, i když v literatuře se poměrně často vyskytuje označení naopak
princip výpočtu
při výpočtu stupňů volnosti celého mechanismu se od sebe odečítá:
od počtu elementů - počet stupňů volnosti kloubů
od počtu elementů - počet stupňů volnosti kloubů (nebili tzv. kinematických párů - to znamená jedna síla z jednoho elementu a druhá síla z druhého elementu)
výpočet podrobněji
počet stupňů volnosti od "mnoha" k záporným hodnotám
degrees of freedom, DOF, n, m,
n = 2 "uzavřený mechanismus s dvojím pohybem (hlavním a vedlejším)"
n = 1 "uzavřený mechanismus s jedním pohybem (nuceným)"
n = 0 "konstrukce staticky určitá - most s dilatačním pohybem"
(n = 0 ale k = 1 "konstrukce staticky určitá z hlediska pozorovatele vně, avšak z hlediska jiných metodik výpočtů se jedná z vnitřního hlediska o mechanismus ")
n = -1 "konstrukce staticky neurčitá - což ovšem neznamená nedostatečně upevněná - ale naopak upevněná více - nežli je ne zbytné
JAK URČIT POČET STUPŇŮ VOLNOSTI?
Od "DOF" - tedy stupňů volnosti VNITŘNÍCH ČLENŮ (což jsou například nosníky), nebo jednotlivé články stavebních strojů - SE ODEČÍTAJÍ "DOF" VNĚJŠÍCH ČLENŮ (což jsou například klouby - ve statice ovšem častěji označované jako STYČNÍKY, celkem zapamatovatelné je take označení v angličtině "JOINT či JOIINTS" - nu a styčníky mají obvykle jeden stupeň volnosti (například pouze otáčení), ale mohou mít i dva stupně volnosti, nebo více...
Kuzbakovy instruktážní videa https://www.youtube.com/watch?v=CBn2PaVlLiI
Čím vyšší je počet výsledných stupňů volnosti (tedy od vnitřních "nosných" členů odpočítaná volnost vnějších členů, tedy "styčníků, kloubů či jointů") - tím více je výsledná soustava (mechanismus, nebo nějaká stavba - například most) - tedy čím více má zkoumaný objekt stupňů volnosti "DOF", tím více je tento objekt pohyblivý.
Například mechanismus s řazením má 2 stupně volnosti,. zcela jednoduchý mechanismus s jedním výchozím pohybem - který se přenáší na další členy mechanismu (například lopata, nebo například kladka s vědrem vody) mají jeden stupeň volnosti.
Systémy ze stupněm volnost 1 a více (tedy zejména mechanismy) jsou označovány jako soustava staticky PŘEurčitá!
Typickým systémem s nulovým počtem volnosti je například most (tedy most s dilatací, tedy nikoli zcela bez pohybu).
Objekt s počtem volnosti mínus jedna (-1) je most s oběma připevněnýma podporama - což je ovšem z konstrukčního hlediska nesprávné - neboť tento způsob neumožňuje dilataci.
Systémy s minusovým stupněm volnost (tedy například mosty bez dilatace) jsou označovány jako soustava staticky NEurčitá! NEurčitá například ve smyslu - mosty připevněné více než je NEzbytné!
RŮZNÉ "METODIKY" PRO VÝPOČET STUPŇŮ VOLNOSTI
element se třemi styčníky (nepřesné označení - nikoli styčník na který navazují tři členxy)
podle některých metodiky se započítává i země podle jiných nikoli
takto odlišný počet stupňů volnosti se nazývá buď počet stupňů v rovnici (zde pro počet stupňů volnosti "DOF" zvoleno označení "n"), nebo jen stupeň volnost v samotném mechanismu (zde pro počet stupňů volnosti "DOF" zvoleno označení "m").
tento příspěvek se zabývá především určením stupňů volnosti u mechanismů, u staveb (zejména mostů se výpočtem stupňů volnosti zabývá předchozí příspěvek...
Mosty od kembových po vysuté (statika 2) - soustava staticky (ne, pře) určitá - Blog iDNES.cz
mosty a stroje 3/ část 3
přepočty mezi vstupními a výstupními veličinami "přepočet obojí rychlosti" , přepočty pro další výpočty například v dynamice
Znovu připomenuto... Kdo se například o svém volnu trochu zajímá obory mechaniky - si může povšimnout, že poměrně mnoho veličin se zde vyskytuje ve dvojicích. Například výkon se počítá jako násobek rychlost krát síla - což - pokud se jedná a jeden systém - například automobil veličiny nijak zásadně rozdílné - a pokud třeba nějaký zanícený matematik chce obě veličiny vzájemně porovnat - může se stát, že po mnoha hodinových výpočtech dojde k téměř té samé veličině - odlišující se jenom nějakým přepočtovým koeficientem.
přepočet obojí rychlosti (kresba JT)
Jinak metodikou alternativních výpočtů jedné veličiny - třeba výkonu, rychlosti atd by se měla zabývat část 2 příspěvku Mechanika DPM/W výkon okamžitý z frekvence, nebo statistický z práce - nákladní vozy - Blog iDNES.cz
Jak již bylo zmíněno - na rozdíl od statiky nebo dynamiky - "kinematika" nepřináší výsledky v cifrách - ale spíše jenom analyzuje
mosty a stroje 3/ část 4 (2+2)
mechanismy se dvěma styčníky (klouby, "joints") v jednom elementu
tento typ mechanismů přináší poměrně jednoduché výpočty
jednočlenný mechanismus - "lopata" má tři stupně volnosti
pohyb ve směru x a y - neboli síla Fx a Fy + Mo (moment otáčení)
dvoučlenný mechanismus - "cep" má čtyři stupně volnosti - držadlo cepu původní tři stupně volnosti jako lopaty - a vlastním cepem tento dvodílný mechanismus získá již jen další stupeň volnosti Mo (moment otáčení) - ovšem v opačné orientaci
mosty a stroje 3/ část 5 (3+2)
mechanismy či statické články se třemi styčníky (klouby, "joints") v jednom elementu
nejprve článek statický - neboli konzola
jakkoli formulace
jedna síla - dvě reakce
může znít nepříliš názorně,
situaci může vyjasnit například poměrně známý předmět,
jakým je třeba
dvojitý žebřík, dvoják
zátěží může být například kbelík zavěšený uprostřed (tedy síla G nebo F),
a dvě reakce (R1, R2 nebo F1, F2 - podle označení které dotyčný uživatel upřednostňuje)
- samozřejmě, v případě
konzola
již přenos sil nemá tak názorný jako u žebřík - ale v zásadě by mělo jít o totéž
statický článek se třemi styčníky (koláž JT)
zatímco dvoukloubové (dvojstyčníkové, dvou"jontové") mechanismy jsou z hlediska výpočtů poměrně selanka - s každým takovým elementem se připočítává jeden stupeň volnosti - což je moment otáčení s opačnou orientací než předchozí člen
třikloubové mechanismy se poměrně často vyskytují u stavebních strojů
tříkloubový mechanismus u bagru nebo jeřábu (koláž JT)
ale i ve statice - takovým tříkloubovým elementem je například vzpěra - konzola
album stavebních strojů v předchozím příspěvku
Mosty od kembových po vysuté (statika 2) - soustava staticky (ne, pře) určitá - Blog iDNES.cz
mosty a stroje 3/ část 6 (2+3)
mechanismy s styčníkem, do kterého ústí tři elementy
v přípravě
mosty a stroje 3/ část 7
uzavřené mechanismy - například čerpadla
Benzínky a další čerpací stanice - ropa a zemní plyn, a také rozvody vody - Blog iDNES.cz
část 4r
Těžba ropy
příklad uzavřeného kinematického mechanismu
- kinematický mechanismus čtyřtáhlový - kozlíkové čerpadlo na ropu
uzavřený kinematický mechanismus čtyřtáhlový - kozlíkové čerpadlo na ropu
mosty a stroje 3/ část B
kinematika bagru
Bagr sice není úplně obvyklý námět na obraz, ale byl jsem při tom, když jeden klučina na LŠU kreslil bagr, a táta mu pak opravoval kladky a lana...
Bagr na stavbě exteritoriální dálnice u Bystrce - ohlas na kresbu z LŠU (kresba JT)
jak je to s kinematikou bagru?
lze konstatovat, žes každým článkem bagru přibývá jeden stupeň volnosti...
nejprve tedy počet stupňů volnosti rýče...
počet stupňů volnosti rýče
počet stupňů volnosti bagru
kinematika bagru (koláž JT)
mosty a stroje 3/ část "S" - album stavebních strojů
album jeřábů při...Mechanika JB /DPMW přístavní jeřáb - jak se připojit k internetu 4 (přirovnání k přístavu) - Blog iDNES.cz
stroje pro stavbu dálnic
rypadlo - bagr
rypadlo - nakladač - v předu nakládací lžíce, vzadu lopata bagru
dampr - nákladní vůz do terénu na odvoz zeminy
grejdr - samojízdný stavební stroj pro srovnávání terénu
na obrázku níže vyobrazen most u Benešova a most Píšť
stavba dálnice
stroje pro stavbu dálnic na podkladě knihy Motorové opojení
stroje pro stavbu dálnic
mosty a stroje 3/ část DHM mechanika hybnosti a méně obvyklých veličin
Mechanika DHM - moment síly, moment hybnosti a rotační (obvodová) rychlost (společně i pro příspěvek Mechanika DHM - hybnost, moment hybnosti, změna hybnosti a letouny Iljušin v Brně Slatině - Blog iDNES.cz)
výstupními veličinami v mechanice pohybu - tedy kinematice a dynamice jsou
mechanika kolového nakladače Caterpillar 990H Whell loader (koláž JT)
moment síly M a moment hybnosti L a rotační rychlost
--------------------------------------------------------
v zásadě lze shrnout, že oba momenty jsou ta samá veličina, jako obvodová (rotační rychlost), a dokonce oba momenty po krácení v čitateli a jmenovateli jsou ta samá veličina - jenom u momentu síly je podstatnou síla -a u momentu hybnosti zase zrychlení -
tedy oba tyto momenty - činitelé síly a hybnosti jsou variací rychlosti
zásadní rozdíl je, že
rotační rychlost má maximum na obvodu
-neboť páka (poloměr) jako by se měřila od osy k obvodu
moment síly "M" i moment hybnosti "L" mají na obvodu minimum - a maximum při ose - poloměr tedy jakoby se měřil od obvodu ke středu
(rychlé vozy velká kola - tahače malá kola - pakliže některé pracovní vozidla mají velká kola - pravděpodobně to není kvůli síle /přesněji momentu síly/ - ale kvůli obratnosti v terénu)
rozdíl mezi momentem síly "M" a momentem hybnost "L"
-----------------------------------------------------------------
moment síly "M" = síla F krát poloměr-páka (ke středu od obvodu)
nebo
moment síly "M" = úhlová rychlost OMEGA (de facto veličina síla) krát poloměr-páka (od osy k obvodu)
moment síly "M" = konstanta F x konstanta "r"
moment síly "L" = proměnná hybnost "p" x krát "proměnný poloměr" - tedy polohový vektor "r"
hybnost "P" a úhlová rychlost OMEGA
------------------------------------------
pro výstupní veličiny v posloupnosti o krok zpět - tedy na druhém kole převodu
v zásadě platí totéž co pro výstupní veličiny na kole vozu (tedy třetím kole v posloupnosti)
úhlová rychlost OMEGA je defakto síla F
- jenom má působiště (a maximum) na ose kola -a poloměr se rovněž měří ke středu od obvodu
(síla F má působiště a maximum na obvodu a poloměr se měří od osy k obvodu)
hybnost "h" je vpodstatě zrychlení "a" - ovšem s působištěm na ose - a poloměr má také orientaci ke středu od obvodu
shrnutí
--------
pokud se vykrátí veličiny v čitateli a jmenovateli lze shrnout, že
moment síly "M"
moment hybnosti "L"
a rotační rychlost "v"rot
jsou ta samá veličina
rozdílem je jen maximum
- u momentů na ose kola
- u obvodové rychlosti na obvodu kola
pakliže by vzaly pro označení konstrukčního typu vozidla jako směrodatné výstupní veličiny na kole vozidla
pak by mohlo platit
konstrukce do rychlosti
ale místo konstrukce do síly by bylo přesnější označení konstrukce pro moment síly
místo konstrukce pro zrychlení konstrukce s vysokým momentem hybnosti
(mechanika pohybu podrobněji u opravny Škoda Jihlava zde na stránkách)
