Análise de força do macaco da tesoura com suportes colaterais

A adição de suportes laterais a um conector de tesoura altera significativamente sua distribuição e estabilidade de força. Aqui está um detalhamento de como analisar as forças envolvidas:

1. Defina o sistema:

* Mecanismo de tesoura: O núcleo do conector, consistindo em múltiplos links interconectados, formando um paralelogramo.
* suportes laterais: Dois suportes ou barras adicionais que conectam o mecanismo de tesoura em pontos específicos.
* Carga: A força que está sendo levantada pelo Jack.
* Atuador: O mecanismo que fornece a força de elevação.

2. Diagramas do corpo livre (FBDS):

* Links individuais: Desenhe FBDs separados para cada link no mecanismo de tesoura, incluindo os suportes laterais.
* Forças juntas: Rotule as forças que atuam em cada junta que conecta os links. Essas forças são tipicamente forças de reação e são desconhecidas inicialmente.
* Forças externas: Inclua a força de carga que atua na plataforma superior e a força do atuador que atua no mecanismo.

3. Equações de equilíbrio:

* Equilíbrio estático: Suponha que o sistema esteja em equilíbrio, o que significa que a soma das forças e momentos em cada link é zero.
* Equações de força: Para cada link, anote as equações para a soma das forças nas direções horizontal e vertical.
* Equações de momento: Para cada link, anote a equação para a soma dos momentos sobre qualquer ponto do link.

4. Resolvendo o sistema:

* equações simultâneas: As equações de equilíbrio formam um sistema de equações simultâneas.
* Solução de incógnitas: Resolva o sistema de equações para determinar as forças desconhecidas em cada articulação. Isso geralmente envolve métodos ou substituição da matriz.

5. Analisando forças de suporte lateral:

* Forças de reação : O lado suporta experimenta forças de reação do mecanismo de tesoura.
* Estabilidade e distribuição de carga: O lado suporta aumentam significativamente as forças de estabilidade e redistribuem, reduzindo o estresse no mecanismo de tesoura.

Considerações:

* Geometria : A localização e o ângulo do lado suporta desempenham um papel crucial na distribuição de força.
* Propriedades do material: A força do material do mecanismo de tesoura, suporte lateral e atuador precisa ser considerado para manuseio de carga segura.
* atrito: O atrito nas articulações introduz forças adicionais que podem afetar a análise.

Exemplo:

Imagine um conector de tesoura com dois suportes laterais conectados aos pontos médios dos dois braços. Ao levantar uma carga, os suportes laterais experimentarão forças verticais, empurrando para fora. Essas forças serão iguais e opostas ao componente vertical da força exercida pelo mecanismo de tesoura no lateral.

Ferramentas de software:

* software CAD: Pode ser usado para representação visual e análise de força básica.
* Software de análise de elementos finitos (FEA): Fornece uma análise mais abrangente e precisa, considerando fatores como propriedades materiais e geometrias complexas.

Nota importante:

Essa explicação fornece uma estrutura geral para análise de força. As equações e soluções específicas variam dependendo da geometria exata, condições de carregamento e propriedades do material do seu design específico de tomada de tesoura.