Trägergewicht in Bewegung

Lassen Sie mich feststellen, dass ich einmal ein Ingenieurstudent war, jetzt aber ein professioneller Softwareingenieur bin, der an einem Nebenprojekt arbeitet, das etwas Ähnliches wie die folgende Frage beinhaltet.

Ich habe eine Kiste an einem Balken hängen und die Kiste wiegt 200 Pfund. Der Balken ist parallel zum Boden und kann das Gewicht der Box sicher tragen.

Meine Frage ist, ob sich die Fähigkeit des Trägers, das Gewicht der Box sicher zu tragen, ändert, wenn sich die Box von einem Ende des Trägers zum anderen bewegt. Beeinflusst die Geschwindigkeit, mit der sich die Box bewegt, die Fähigkeit des Trägers, das Gewicht zu tragen? (zum Beispiel 1 Meilen pro Stunde gegen 300 Meilen pro Stunde).

Grundsätzlich gilt: Wenn der Balken das Gewicht des Kastens trägt, wenn er sich nicht bewegt, kann man davon ausgehen, dass er das Gewicht weiterhin trägt, wenn er von einem Ende des Balkens zum anderen zoomt?

Beim niedrig Geschwindigkeit und Beschleunigung sind wahrscheinlich in Ordnung. Beim schnelle Geschwindigkeit Bitte beachten Sie Folgendes:

Ich werde ein paar Annahmen treffen und Konzepte ansprechen, da wir nur ein Detail über die schwebende Masse haben:

1. Die hängende Masse hängt deutlich weit unterhalb des Trägers
2. Die hängende Masse ist mit 1 Freiheitsgrad starr mit dem Träger verbunden. (Nicht an einem Kabel aufgehängt oder an etwas, das Ihre Masse zum Pendel machen würde. Denken Sie an eine Abrissbirne.)

Das Bewegen einer Masse mit beträchtlicher Geschwindigkeit wird Schwung haben. Wenn Sie den Impuls starten und stoppen, haben Sie eine Beschleunigung und Verzögerung.

Impuls = Masse * Geschwindigkeit (als Referenz) Kraft = Masse * Beschleunigung Beschleunigung = (Delta) Geschwindigkeit / Zeit Drehmoment oder Moment = Kraft * Abstand

Wenn Sie also Ihre Masse erheblich beschleunigen oder verlangsamen, haben Sie eine hohe Kraft. Multiplizieren Sie diese Kraft mit dem Abstand, an dem sie vom Träger / der Schiene abhängt, und jetzt haben Sie eine Momentbelastung in den Träger induziert. Dies allein kann ein Problem für Ihren Strahl sein. Es darf nicht.

Abhängig von der Bewegung Ihrer Masse, z. B. wenn sie sich nur zwischen zwei festen Standorten bewegt, können Sie an beiden Standorten Ermüdungserscheinungen aufgrund der zyklischen oder wiederholten Beanspruchung an denselben Standorten feststellen. Wenn die Masse an einer beliebigen Stelle entlang des Strahls starten und stoppen kann, hat dies unterschiedliche Auswirkungen. Außerdem müsste die kombinierte Last an der ungünstigsten Stelle (am weitesten von den Stützen entfernt) berechnet werden.

Der letzte Gedanke ist, dass die Konstruktion Ihres "Rollwagens" oder Rollschuhs, bei dem die Masse entlang des Trägers gleiten kann, die auf den Träger einwirkende Last besser verteilt und die oben beschriebenen Belastungen besser aushält.

Wenn der Balken Ihre Box anfänglich in der Mitte trägt, in der er den größten Moment erzeugt, sollte es in Ordnung sein, die Last zu den Seiten des Balkens hin und her zu bewegen.

Dies ist bei den meisten gängigen Trägern der Fall, die aus extrudierten prismatischen Werkstoffen wie Holz oder Metall bestehen.

Wenn Sie jedoch sicherstellen müssen, dass Sie Ihre Moment- und Schubdiagramme überprüfen müssen. Die Schubkraft nimmt in einem typischen Punktlastfall von einem Maximum auf der einen Seite ab und geht unter der Last auf das andere Maximum auf der anderen Seite, unter der sogenannten Einflusslinienscherung. Die maximale Scherung entspricht Ihrer Last, wenn sie direkt über dem Träger aufgebracht wird.

Was das schnelle Zurück und Zurück der Ladung angeht, ist das ein ganz neuer Ballpark.

Wenn Sie Ihre Last über die Länge des Trägers bewegen, verursachen Sie in vertikaler Richtung eine Störung des Trägers. Daher können der Träger und Ihr Gewicht in vertikaler Richtung vibrieren und daher die momentanen Schwankungen der Nutzlastkraft über die statische Bemessung des Trägers hinaus erhöhen.

Wenn die Frequenz dieser Hin- und Her-Vibration nahe an der Eigenfrequenz dieses Systems liegt, liegt eine harmonische Resonanz vor, die die Amplitude der Vibration in diesem Strahl erhöhen und zu einem katastrophalen Ausfall führen kann.