Agregar soportes laterales a un Jack de tijera cambia significativamente su distribución de fuerza y estabilidad. Aquí hay un desglose de cómo analizar las fuerzas involucradas:
1. Defina el sistema:
* Mecanismo de tijera: El núcleo del conector, que consiste en múltiples enlaces interconectados que forman un paralelogramo.
* admite el lado: Dos puntales o barras adicionales que conectan el mecanismo de tijera en puntos específicos.
* Carga: La fuerza que el Jack lo levantó.
* Actuador: El mecanismo que proporciona la fuerza de elevación.
2. Diagramas del cuerpo libre (FBD):
* Enlaces individuales: Dibuje los FBD separados para cada enlace en el mecanismo de tijera, incluidos los soportes laterales.
* Fuerzas conjuntas: Etiquete las fuerzas que actúan en cada junta que conectan los enlaces. Estas fuerzas son típicamente fuerzas de reacción y se desconocen inicialmente.
* Fuerzas externas: Incluya la fuerza de carga que actúa en la plataforma superior y la fuerza del actuador que actúa sobre el mecanismo.
3. Ecuaciones de equilibrio:
* Equilibrio estático: Suponga que el sistema está en equilibrio, lo que significa que la suma de fuerzas y momentos en cada enlace es cero.
* Ecuaciones de fuerza: Para cada enlace, escriba las ecuaciones para la suma de las fuerzas en las direcciones horizontales y verticales.
* Ecuaciones de momento: Para cada enlace, escriba la ecuación por la suma de momentos sobre cualquier punto del enlace.
4. Resolviendo el sistema:
* Ecuaciones simultáneas: Las ecuaciones de equilibrio forman un sistema de ecuaciones simultáneas.
* Resolución de incógnitas: Resuelva el sistema de ecuaciones para determinar las fuerzas desconocidas en cada articulación. Esto generalmente involucra métodos o sustitución de matriz.
5. Análisis de las fuerzas de soporte secundario:
* Fuerzas de reacción: El lado apoya las fuerzas de reacción de experiencia del mecanismo de tijera.
* Estabilidad y distribución de carga: El lado admite una mejora significativa de estabilidad y redistribuye las fuerzas de carga, lo que reduce el estrés en el mecanismo de tijera.
Consideraciones:
* Geometría: La ubicación y el ángulo de los soportes laterales juegan un papel crucial en la distribución de la fuerza.
* Propiedades del material: La resistencia del material del mecanismo de tijera, los soportes laterales y el actuador debe considerarse para un manejo de carga segura.
* fricción: La fricción en las articulaciones introduce fuerzas adicionales que pueden afectar el análisis.
Ejemplo:
Imagine un gato de tijera con dos soportes laterales conectados a los puntos medios de los dos brazos. Al levantar una carga, los soportes laterales experimentarán fuerzas verticales, empujando hacia afuera. Estas fuerzas serán iguales y opuestas al componente vertical de la fuerza ejercida por el mecanismo de tijera en los soportes laterales.
Herramientas de software:
* Software CAD: Se puede utilizar para la representación visual y el análisis de fuerza básica.
* Software de análisis de elementos finitos (FEA): Proporciona un análisis más completo y preciso, considerando factores como las propiedades del material y las geometrías complejas.
Nota importante:
Esta explicación proporciona un marco general para el análisis de fuerza. Las ecuaciones y soluciones específicas variarán dependiendo de la geometría exacta, las condiciones de carga y las propiedades del material de su diseño específico de gato de tijera.
