Йога в Челябинске | Фитнес клуб Норма
Что такое статическая нагрузка и зачем она нужна?
Во время тренировки наши мышцы, как правило, сокращаются тремя разными способами (в зависимости от выполняемого движения). При опускании веса (например, во время опускания штанги при выполнении приседаний) или при «разгибании» с нагрузкой происходит эксцентрическое сокращение мышц. Противоположный процесс: при поднятии веса мышцы сжимаются, сокращая расстояние между суставами — это концентрическое сокращение.
Но существует и третий тип сокращения мышц, когда мышцы сокращаются, но не меняют своей длины — статическое (изометрическое) сокращение. В отличие от стандартной силовой тренировки, когда мышцы последовательно совершают концентрические и эксцентрические сокращения, изометрическая нагрузка выполняется в статическом положении.
Увеличение силы мышц
Благодаря сокращению мышц в статическом положении, длина мышц остается неизменной, спортсмен не выполняет движение по всей амплитуде. Некоторым такой подход покажется малополезным для развития силовых навыков, однако это мнение далеко от истины.
Изометрическая нагрузка помогает спортсменам тяжелоатлетам развить силу, необходимую для выполнения движений, подразумевающих сокращения крупных мышц, а также помогает преодолевать «мертвые точки» в этих движениях.
При выполнении динамических движений — например, приседа со штангой за спиной — мускулы выполняют эксцентрические и концентрические сокращения. При выполнении движения по всей амплитуде прилагается максимальное усилие, однако такое динамическое движение не позволяет сфокусироваться на напряжении мышц на каждом конкретном участке траектории движения.
Выполняя изометрическую работу на напряжение мышц (работа заключается в удержании тела в определенном положении) или изометрическую работу на преодоление (выполнение толчков или давления на неподвижные объекты), можно фокусироваться на определенных этапах движения, которые вызывают затруднения, и с помощью изометрической нагрузки развить силу мышц, отвечающих за «прохождение» данных участков.
Улучшение контроля положения тела
В то время как статическая нагрузка помогает улучшить результаты в тяжелой атлетике, в таких сферах как движения, для выполнения которых требуется полный контроль положения тела, она менее результативна. Однако это не значит, что она не может принести пользу.
Спортсмены могут использовать популярные гимнастические стойки (например, стойка на руках или уголок) для достижения тех же уровней мышечной активации, что и при выполнении изометрических упражнений на удержание и толкание неподвижных объектов. Эти упражнения одновременно позволяют улучшить контроль над положением тела, уверенность и активацию мышц корпуса. Для демонстрации работы этих областей вашего организма, просто встаньте на руки возле стены и постарайтесь удержать это положение как можно дольше. Очень скоро все ваше тело начнет трясти, так что вам придется сфокусироваться на напряжении мышц живота, чтобы сохранить положение тела.
Повышение гибкости
Отличный побочный эффект изометрической нагрузки — это совершенствование гибкости тела. Как улучшить мобильность бедер при выполнении приседа? Одно из упражнений, которое может вам помочь: простое приседание до нижней точки амплитуды приседа и сохранение этого положения с фокусом на разведении колен и вертикальном положении груди. Вы почувствуете напряжение в паху, четырехглавых мышцах, мышцах задней поверхности бедра и мускулатуре, окружающей тазобедренный сустав. Дело в том, что в таком положении тела мышцы постоянно сокращаются и растягиваются для того, чтобы сохранить нужное положение тела и не дать вам упасть на землю. Вес вашего тела выступает в роли нагрузки, а вы технически выполняете изометрическое упражнение.
Статические нагрузки — Школа фитнеса «Star Fitness PRO»
Статические упражнения – это упражнения, при которых корпус и конечности спортсмена не двигаются, суставы находятся в фиксированном положении, а вся нагрузка идет на мышцы. При этом нагрузка превышает разовый максимум спортсмена.
Статические упражнения выполняют либо с использованием всевозможных опор, установленных на полу, либо с помощью свисающих приспособлений, таких как кольца, канаты и проч. Суть этих упражнений заключается в удержании веса собственного тела или в удержании дополнительного груза.
Поскольку мышцы человека довольно быстро привыкают к однотипным нагрузкам, то статические упражнения нужно разнообразить. Есть следующие варианты выполнения статистических упражнений:
2. Динамические упражнения. Они заключаются в подъеме груза и непродолжительном фиксировании в определенном положении.
3. Упражнения с максимальной нагрузкой, для которых используют грузы с экстремальным весом.
При правильном сочетании этих трех разновидностей изометрических упражнений можно добиться очень высоких результатов.
По длительности статистические нагрузки можно разделить на: короткие (5-7 секунд), средние (8-11 секунд) и долгие (более 11 секунд). Иногда, при работе с весом, который составляет меньше 85 % от максимума, используют нагрузки до 1 минуты. Более продолжительная нагрузка не имеет смысла, потому что в этом случае вмести силы, будет уже тренироваться выносливость. Количество выполняемых подходов для статистических упражнений должно быть в пределах 2-3.
К недостаткам изометрических упражнений относится более медленный прогресс по всем мышцам в целом, некоторое ослабление выносливости, стагнация в развитии координации и скорости движений, растяжение сухожилий и , как следствие, укорачивание мышечного брюшка, отсутствие развития гибкости суставов и моторики мышц. Наиболее неприятным в этом списке является риск повышения артериального давления, а также возможное развитие аритмии и гипертрофии миокарда. Это происходит из-за того, что мышцы при таких упражнениях передавливают кровеносные сосуды и это ухудшает кровообращение организма. В свою очередь, сердце пытается приспособиться к высокой нагрузке и это становится причиной гипертрофирования сердечной мышцы, а поскольку сосуды не могут к этому быстро адаптироваться, то возникает аритмия.
Полезны ли статические упражнения?
Силовые упражнения бывают динамические и статические.
Первые выполняются в движении. Мышцы при этом то напрягаются, то расслабляются, происходит чередование сокращений мышц-антогонистов.
При статических упражнениях тело фиксируется в неподвижном положении, происходит постоянное напряжение мышц.
При статических упражнениях кровообращение человека и его дыхание увеличиваются непропорционально мало. Во время отдыха все показатели начинают увеличиваться, но все равно в меньшей степени, чем при динамической нагрузке. Во время выполнения статики непрерывно работают одни и те же нервные центры одной определенной группы мышц. То есть лимитирующее звено в данном случае — высшие нервные центры. Этот феномен был назван по имени датского ученого Линдгарда.
Сейчас сформировалось мнение, что статика оказывает плохое влияние на работу сердечно-сосудистой системы. В этом есть своя правда. Постоянно напряженная мышца сдавливает кровеносные сосуды, тем самым ухудшается кровоснабжение. Получается, что мышца нуждается в кислороде и энергии. Сердечной мышце приходится излишне напрягаться, проталкивая кровь в постоянно напряжённую мышцу. Как следствие, повышается артериальное давление, увеличивается нагрузка на сердце и сосуды.
Статическая нагрузка, в зависимости от времени и интенсивности, по-разному действуют на организм. Стоит отметить, что именно упражнения в статике быстрее утомляют организм, чем, например, динамические упражнения.
Чтобы укрепить опорно-двигательный аппарат, необходимы нагрузки большой и средней длительности и интенсивности.
Для гипертоников, наоборот, лучше подойдет нагрузка низкой и умеренной интенсивности и малой продолжительности. При вегето-сосудистой дистонии по гипертоническому типу статические упражнения нужно применять с целью депрессорного воздействия на сосуды. Интенсивность должна быть маленькая, продолжительность — малая или средняя. Должно быть сочетание упражнений с произвольным расслаблением мышцы и упражнениями на дыхание. В самом начале пропорция упражнений будет 1:2:1. В промежуточном периоде 1:1:1. Малая интенсивность (нагрузка) в данном случае будет 20-30% от максимума. Малая продолжительность — до 5 секунд, средняя продолжительность — от 5 до 25 секунд работы.
Положительно влияют на сердечно-сосудистую систему статодинамические упражнения или соотношения статики и динамики 1:3 или 1:2. Это подтверждено различными исследованиями.
Статические упражнения следует применять крайне осторожно, в зависимости от целей и приоритетов. Тут важно, чтобы программа тренировок имела индивидуальный подход, в группах обычно практикуется только средняя обобщённая программа.
Самым популярным статическим упражнением считается планка. Существуют различные ее вариации: на одной или двух ногах, с весом или без. Следующее упражнение — приседание. Только не классическое, которое выполняется в динамике, а то, которое любят выполнять горнолыжники — опираясь спиной к стене и фиксируя тело в этом положении. Статическую нагрузку можно выполнить практически в любом упражнении, задерживаясь в какой-то точке (фазе) на короткое время.
Статические упражнения бывают изометрические и изотонические. При изометрическом упражнении сокращенная мышца только напрягается, а при изотоническом — меняется длина мышцы.
Изометрические упражнения (статические) повышают силу, мышечный тонус и выносливость мышц и сухожилий. С их помощью нельзя нарастить мышечную массу. Для этого подойдут динамические упражнения, которые стимулируют рост мышц куда больше.
Основную работу во время статической нагрузки вполсилы или еще меньше выполняют красные мышечные волокна. Тренировка именно этих мышечных волокон приводит к сильному развитию капиллярной сети мышцы. Красные мышечные волокна получают основную энергию из жиров. Получается, это хорошее средство для сжигания жиров, главное — грамотный подход.
Если же статическая нагрузка происходит с большой силой, то в действие вступают по большей части белые мышечные волокна. Это развивает силу, и мышцы начинают увеличиваться в объеме. При сильном воздействии капилляры в мышцах могут пережиматься, от этого происходит недостаток кислорода и глюкозы, также плохо отводятся продукты распада.
Статическая нагрузка на мышцы человека
Подготовил: Влад Лопатка, 9-Б2. Содержание
Понятие о статической нагрузке
Характеристика
Результаты исследований
Минусы
Как работают мышцы
Выводы
• Статическая нагрузка — нагрузка, величина,
направление и точка приложения которой
изменяются во времени незначительно.
Статическую работу выполняют мышцы
человека тогда когда он не двигается, либо
его мышцы находятся в длительном
напряжении. При статической работе в
действие вовлекаются все мышцы.
Статическая работа связана с фиксацией орудий и
предметов труда в неподвижном состоянии, а
также с приданием человеку рабочей формы.
Несмотря на внешнее отсутствие механической
работы, эта деятельность характеризуется
активными физиологическими процессами,
которые протекают в нервно-мышечном аппарате
и ЦНС и обеспечивают напряженное состояние
мышц.
• Результаты исследований показали, что силовые
нагрузки, выполняемые в статическом режиме,
ведут к значительному приросту силы и их
эффективность значительно выше, чем при
выполнении упражнений в динамическом режиме
(Платонов, 1997; Дубровский, 2005). Характерной
чертой статических нагрузок во время значительной
нагрузки является относительно небольшая
длительность их выполнения. Существенная роль
при этом принадлежит степени напряженности
мышц. Существует определенная зависимость
между величиной отягощения и длительностью
статических нагрузок: чем больше отягощение,
удерживаемое во время статического усилия, тем
меньше длительность, в течение которой можно
удерживать соответствующее напряжение мышц
• Тренируют силу и выносливость мышц, но для наращивания
мышечной массы они не подойдут. Динамические тренировки
стимулируют рост мышц намного сильнее.
• статическая нагрузка может быть противопоказана вам по
состоянию здоровья.
• При постоянном сокращении мышц сильно пережимаются
сосуды, и кровь по ним проходит хуже, а сердцу приходится
работать сильнее. Соответственно, такие нагрузки не подходят
людям, у которых есть проблемы с сердцем, с этим надо быть
очень аккуратным.
• Более утомительна, нежели динамическая
7. Как работают мышцы и что в них происходит при выполнении статических упражнений?
Большую часть работы берут на себя красные мышечные волокна или как их называют медленные, если работавыполняется в пол силы или меньше. Красными они называются из-за того, что содержат в себе больше миоглобина,
по сравнению с белыми, именно миоглобин и придает им более красный оттенок. Если же, статическое упражнение
выполняется с большой затратой энергии или вообще на максимум, в работу вступают белые мышечные волокна.
Если статическое напряжение велико, в таком случае, упражнение развивает силу и увеличивает мышечный объем,
немного уступая привычной динамике. При повышенной статической нагрузке, капилляры в мышечных волокнах
пережимаются, соответственно кровоток останавливается, к мышцам перестает подводится кислород и глюкоза. Все
вместе приводит к тому, что нагрузка сердце и всю кровеносную систему повышается, что негативно сказывается.
Нельзя не заметить такую особенность, при которой мышцы которые постоянно подвергаются статической нагрузке,
заметно снижается их гибкость. Конечно же, нельзя не отметить такой большой плюс статических упражнений как то,
что их можно выполнять практический везде, в любых условиях. Они не требуют иметь при себе, какого либо
дополнительного снаряжения. Конечно же если вы выполняете статическую нагрузку в хорошо оборудованном зале,
можно увеличить эффективность выполнения, за счет добавления дополнительного снаряжения.
8. Выводы:
• 1. При проблемах с сердечно-сосудистой системой, проблемах ссердцем, имения каких либо противопоказаниях не следует выполнять
статические упражнения с высоким напряжением.
• 2. Соответственно при отсутствии проблем или каких либо
противопоказаний, можно применять повышенную нагрузку для
увеличения объема и силы мышц.
• 3. Для эффективного сжигания лишней жировой ткани, в тренировочный
процесс следует добавить статические упражнения (выполнять их нужно
в пол силы).
• 4. Если вы решили дополнить вашу тренировку статическими
нагрузками, нужно особое внимание уделить разминке и растяжке перед
выполнением.
• 5. Изометрические (статические) упражнения можно выполнять
ежедневно, потому как, после них, на следующий день не чувствуется
особой усталости. Конечно же не следует также и злоупотреблять такими
нагрузками. Все должно быть в меру.
• 6. Не смотря на все позитивные аспекты статических нагрузок, они не
смогут в полном объеме заменить динамические упражнения.
• 7. Статические упражнения для развития силы нужно выполнять с
максимальной нагрузкой.
Как физические нагрузки действуют на сердце?
Существуют различные виды физической активности, связанные с различными видами нагрузок. Их действие на организм, в особенности, на сердце, также будет различаться.
Статические нагрузки
В этом случае мышц напряжены, но никакой работы нет. В мышцах идет расход и энергии, при этом накапливается молочная кислота. Динамически мышцы не сокращаются, а кровеносные сосуды «стянуты» напряжением. В результате сердцу приходится буквально «проталкивать» кровь по пережатым сосудам.
Результат – увеличивается нагрузка на сердце, вывод вредных продуктов замедляется, естественный обмен веществ нарушается. Эти процессы сопровождаются выбросом в кровь большого количества гормонов, что еще больше увеличивает нагрузку на сердце.
Плюс статических нагрузок в том, что серьезно тренируется сила и выносливость, возможна активация внутренних систем, влияющих на естественную регуляцию артериального давления. Однако такого рода нагрузки однозначно противопоказаны при стенокардии, после инфаркта, при сердечной недостаточности. При планировании физических нагрузок таким пациентам требуется консультация кардиолога, который порекомендует наиболее оптимальное сочетание упражнений.
Взрывные нагрузки
Кратковременные статические, очень серьезные нагрузки часто называют взрывными. Их воздействие на сердце считается наиболее неблагоприятным. Кровоток в напряженных мышцах пережат, как при статической нагрузке, при этом сердце должно обеспечить значительное мышечное напряжение. Сочетание этих двух процессов, а также резкого расхода энергии, повышение напряжения с нуля и до максимума – все эти факторы могут оказаться опасными для сердца, особенно, если речь идет о пациентах, перенёсших заболевания сердечно-сосудистой системы.
В чем опасность взрывных нагрузок:
- Ухудшение коронарного кровотока плюс возрастание потребности сердца в кислороде.
- Резкий всплеск гормонов надпочечников.
- Повышение давления и нагрузки на сосуды.
- Повышение холестерина и сахара.
- Срыв вегетативных механизмов.
Даже здоровым людям, занимающимся тяжелой атлетикой, необходимо тщательно планировать свои тренировки менять образ жизни и режим питания, чтобы они не причинили вред организму.
Виды нагрузок или в чем сила, сопромат?
Нагрузками — внешними силами — занимается теоретическая механика, а напряжения — внутренние силы — удел теории сопротивления материалов и различных теорий упругости. Впрочем, как я уже говорил, деление сил на внешние и внутренние достаточно условно. Как в исследуемом материале возникают напряжения, как они распределены по длине, ширине и высоте элемента, куда направлены и чему равны — отдельная большая тема, нас же в данном случае интересует, откуда берутся внешние нагрузки, эти самые внутренние напряжения вызывающие.
Нагрузками, наиболее часто рассматриваемыми при расчете строительных конструкций, являются массы тел (причем далеко не всегда только физическая масса, а иногда еще и инерционная, но об этом чуть позже) и разница давлений. Но это далеко не все, что можно сказать о нагрузках.
В теоретической механике и сопромате принято различать нагрузки, действующие на рассчитываемые конструкции или элементы конструкций, по различным признакам. Одним из таких признаков является время действия нагрузки. По времени действия нагрузки делятся на постоянные и временные:
Постоянные нагрузки
Нагрузки, действующие на конструкцию в течение всего времени эксплуатации конструкции, будь то одна секунда или одно тысячелетие.
Как правило к постоянным нагрузкам относится только нагрузка от собственного веса конструкции. Например, для ленточного фундамента постоянной нагрузкой будет собственный вес всех элементов здания, а для фермы перекрытия — собственный вес верхнего и нижнего пояса, стоек, раскосов и соединительных элементов. При этом для каменных или железобетонных элементов нагрузка от собственного веса может составлять больше половины от расчетной нагрузки, а при расчете фундамента и все 90%, а для металлических и деревянных конструкций покрытий и перекрытий нагрузка от собственного веса как правило не превышает 3-10%.
Временные нагрузки
Это все остальные нагрузки, действующие на конструкцию.
В свою очередь временные нагрузки принято разделять на длительные и кратковременные:
Длительные нагрузки
Нагрузки — время действия которых значительно больше времени, в течение которого в конструкции происходят деформации под действием этих нагрузок.
Дело в том, что любое тело, в том числе и человеческое, под действием нагрузок деформируется, т.е. изменяются геометрические параметры тела, такие как длина, ширина, высота, прямолинейность осей и др., а это может непосредственно влиять на работу рассматриваемого элемента. Например, когда при расчете на прочность (расчет по 1 группе предельных состояний) мы составляем уравнения равновесия для балки, рассматриваемой, как прямолинейный стержень, то влияние деформаций мы при этом не учитываем. Учет деформаций ведется при расчете по 2 группе предельных состояний. Так вот, деформация любого тела — процесс не мгновенный. Проще говоря, на то чтобы материал деформировался — нужно время и чем больше инерционная масса рассматриваемого элемента, тем больше времени на деформацию нужно. Например, для легкого материала, например корабельного паруса из мешковины, порыв ветра может рассматриваться как длительная нагрузка, а вот для каменной стены толщиной в 1 метр тот же порыв ветра может рассматриваться как кратковременная нагрузка. Поэтому деление на длительные и кратковременные нагрузки является достаточно условным и зависит от инерционной массы рассматриваемого материала. А кроме того при этом следует учитывать и другие факторы, влияющие на время развития деформаций. Например, время деформации проседающих или пучинистых грунтов может измеряться неделями и даже месяцами, потому нагрузка от снега, лежащего несколько дней на кровле здания, при расчете фундамента может рассматриваться как кратковременная. А вот при расчете кровельного покрытия эта же нагрузку следует рассматривать как длительную.
Кратковременные нагрузки
Нагрузки — время действия которых сопоставимо со временем, в течение которого конструкция деформируется под действием этих нагрузок.
Но в данном случае для описания кратковременной нагрузки только времени действия недостаточно, потому как, если вы аккуратно поставите на 1 секунду мешок с цементом на пол — это одна нагрузка, а если вы тот же мешок с цементом уроните на пол с высоты 1 метр, при этом время контакта мешка с полом будет составлять все ту же 1 секунду, но это будет уже совсем другая нагрузка.
Для более точного определения нагрузки дополнительно разделяются на статические и динамические.
Статические нагрузки
Условно говоря, это силы, приложенные с минимальным ускорением или с ускорением, стремящимся к нулю.
Таким образом действие инерционной силы при столь малых ускорениях стремится к нулю и расчет ведется только на действие силы от физической массы. Или так: При воздействии статических нагрузок происходит относительно медленное нарастание деформаций, и потому инерционными массами отдельных элементов конструкции, перемещающихся в процессе деформации, можно пренебречь, так как ускорения таких перемещений являются незначительными. В результате этого равновесие между внешними и внутренними силами в любой момент действия статической нагрузки остается как бы неизменным.
К статическим относятся постоянные и длительные нагрузки, иногда кратковременные нагрузки.
Динамические нагрузки
Это нагрузки, изменяющиеся не только во времени, но и в пространстве.
Для динамических нагрузок характерна относительно большая скорость приложения, что требует при расчетах учитывать инерционную массу как объекта, создающего нагрузку, так и элемента, подвергающегося воздействию нагрузки. Другими словами, следует учитывать характер движения объекта создающего нагрузку, а также то, что инерционные массы элементов конструкции, подвергающиеся воздействию динамической нагрузки, перемещаются с ускорением и влияют на напряженно-деформированное состояние элементов. Чтобы учесть это влияние, в уравнения статического равновесия к внешним и внутренним силам добавляются силы инерции на основании принципа Даламбера. Добавление инерционных сил позволяет рассматривать любую движущуюся систему как находящуюся в состоянии статического равновесия в любой момент времени. Таким образом динамические нагрузки вызывают в материале исследуемого элемента конструкции динамические напряжения и поведение материала при этом оказывается отличным от поведения при статических напряжениях.
В свою очередь динамические нагрузки в зависимости от характера движения бывают также нескольких видов. Для строительных конструкций наиболее важными являются подвижные и ударные нагрузки:
Подвижные нагрузки
Это нагрузки возникающие в результате перемещения некоего объекта по поверхности исследуемой конструкции (вдоль рассматриваемой оси элемента).
Например, автомобиль, проезжающий по мосту, создает подвижную нагрузку на элементы моста. При этом подвижная нагрузка будет зависеть не только от массы автомобиля, но и от его скорости и траектории движения. Например, при движении по окружности центробежная сила будет тем больше, чем больше скорость движения, потому улететь в кювет на плохой дороге на большой скорости — пара пустяков.
Ударные нагрузки
Это нагрузки, возникающие в момент соприкосновения перемещающегося объекта с поверхностью исследуемой конструкции (вдоль или поперек рассматриваемой оси элемента).
Однако и это еще не все варианты классификации нагрузок. По площади приложения нагрузки делятся на сосредоточенные и распределенные.
Сосредоточенные нагрузки
Это силы, площадь приложения которых пренебрежимо мала по сравнению с площадью рассчитываемой конструкции.
Можно сказать, что сосредоточенная нагрузка — это и есть сила, действующая на конструкцию. При этом площадь действия силы не учитывается, а потому измеряется сосредоточенная нагрузка в килограммах или Ньютонах.
Распределенные нагрузки
Это все остальные нагрузки, т.е. силы, распределяющиеся по длине и ширине элемента.
Разнообразие распределенных нагрузок поистине не поддается описанию. Распределенные нагрузки могут равномерно и неравномерно распределенными, равномерно и неравномерно изменяющимися по длине или ширине, при этом характер изменения нагрузки может описываться уравнением параболы, синусоиды, окружности, овала и любым другим уравнением.
А самое примечательное во всем этом то, что один и тот же человек в зависимости от ситуации может рассматриваться и как сосредоточенная нагрузка и как распределенная, и как статическая и как динамическая и только постоянной нагрузкой человек быть не может.
В целом все это выглядит не совсем понятно, однако ничего страшного в этом нет, как говорится, лучше один раз рассчитать конструкцию, чем 100 раз прочитать, как это делается. Примеров расчета на сайте хватает. А кроме того, понимание основ сопромата позволяет в большинстве случаев определять нагрузки так, чтобы максимально упростить расчет.
Нагрузки статические — Справочник химика 21
По характеру действия внешних сил, приложенных к телу, различают статические и динамические нагрузки. Статической нагрузкой называют такую, которая возрастает постепенно, без толчков, ударов и перемен знака. Механическое движение частей конструкции при статической нагрузке с течением времени не меняется. Все рассмотренные ранее закономерности для механических свойств материалов относились к статическим нагрузкам. [c.42]Характер и интенсивность изнашивания поверхностей трения деталей машин, работающих в условиях схватывания первого рода, при различных условиях трения различные и зависят в основном от физических, химических и механических свойств поверхностных слоев металла (вязкости, пластичности, прочности, хрупкости, окисления), скорости и характера относительного перемещения трущихся поверхностей (равномерно-вращательного, возвратно-посту-пательного, микроперемещения), величины нагрузки, характера приложения нагрузки (статической, динамической, вибрационной) и т. п. [c.10]
По времени действия на линейную часть трубопровода нагрузки разделяют на постоянные, временные и особые [6,13, 20, 27, 95,120, 125, 198, 217, 229, 257]. К постоянным нагрузкам относятся масса трубопровода, давление грунта, предварительное напряжение трубопровода (упругий изгиб). К временным нагрузкам относятся нагрузки, действующие меньше расчетного периода эксплуатации. По СНиПу это — внутреннее давление., температурные воздействия, упругие деформации грунта. Деформации грунта, сопровождающиеся изменением его структуры, относятся к особым нагрузкам. По характеру действия на конструкцию различают нагрузки статические, циклические и динамические. К статическим нагрузкам условно относят такие, время приложения или изменения которых велико по сравнению с периодом собственных упругих колебаний конструкций. Расчетная нагрузка при эксплуатации определяется следующим выражением [27] [c.209]
На лесах и подмостях необходимо указывать допускаемую нагрузку. Состояние лесов и подмостей ежедневно проверяется мастером. Подвесные (на стальном тросе) леса разрешается применять после проверки расчетом диаметра троса с учетом шестикратного запаса прочности и проверки статической и динамической нагрузкой. Статическая нагрузка должна превышать расчетную в 2 раза, динамическая — на 10%. [c.125]
Данные о зависимости коэффициента трения от нагрузки [статический и динамический (при малых скоростях) коэффициенты трения фторопласта-4 по стали без смазки одинаковы] приведены ниже [c.127]
Срок службы мембран. Одной из важных характеристик ПМ является их долговечность. Основные факторы, влияющие на срок службы мембран, следующие коррозионная стойкость материала в среде защищаемого аппарата температура степень нагружения (соотношение между рабочим давлением и давлением срабатывания мембраны) характер нагрузки (статическая, пульсирующая, знакопеременная). [c.200]
Ветровая нагрузка (статическая или динамическая) на элементы конструкции дымовой трубы определяется согласно выражению [c.259]
К внутренним факторам относятся физико-химические свойства, химическая стойкость и износостойкость материалов, из которых изготавливается тара, деформирующее воздействие упаковываемых продуктов и изделий. К внешним факторам относятся механические нагрузки (статические и ударные, вибрация), климатические условия (солнечная радиация, колебания температуры и относительной влажности воздуха) [c.15]
Динамическая жесткость привода Соо при частоте возмущающей силы ( ) оо определяется жесткостью опоры, жесткостью самого привода и не зависит от перетечек рабочей жидкости и коэффициента обратной связи по нагрузке. Статическая жесткость [c.202]
Различают нагрузку статическую и нагрузку динамическую. [c.355]
Способ приложения нагрузки. . . Статический (деформация зависит только от величины нагрузки) [c.312]
Подвесные (на стальном тросе) леса разрешается применять после проверки расчетом диаметра троса на шестикратный запас прочности, а также проверки под статической и динамической нагрузкой. Статическая нагрузка должна превышать расчетную в два раза, динамическую — на 10%. [c.222]
Поэтому при выборе металла для работы при низких температурах следует исходить не только из величины ударной вязкости, но также учитывать величину и характер приложенной нагрузки (статическая, динамическая, пульсирующая), наличие и характер концентраторов напряжений и чувствительность металла к надрезам, начальные напряжения в конструкции, способ охлаждения металла (за счет содержащегося в аппарате хладоносителя или за счет окружающей среды). [c.320]
При технических освидетельствованиях реечных и винтовых домкратов пригодность их к работе устанавливается тщательным осмотром и проверкой на холостом ходу. В сомнительных случаях для установления пригодности реечные домкраты также можно испытать под нагрузкой (статическое и динамическое испытания). [c.88]
При определении запаса прочности необходимо учитывать влияние конструктивных и технологических факторов, а также режима нагрузки (статической, повторно-переменной, ударной, длительной при повышенных температурах и т. п.). [c.17]
ГОСТом 191—52 предусмотрено испытание грузовых пластинчатых цепей как разрушающей, так и пробной нагрузкой (статическое испытание — нагрузкой не более 25% разрушающей динамическое испытание — нагрузкой не более 20% разрушающей). [c.799]
Эксперименты показывают, что статические конденсаторы очень чувствительны к подсосам воздуха. При конденсации неподвижного пара присутствие в нем даже 1 % воздуха снижает коэффициент теплоотдачи примерно на 60 %. Динамические конденсаторы менее чувствительны к присутствию воздуха, так как при работе в наиболее тяжелом пролетном режиме и наличии в смеси воздуха 2,2—5 мае. % коэффициент теплоотдачи уменьшился на 30ч-64 % (рис, 62). Полученная при этом удельная паровая нагрузка (см. рис. 59) по своему значению соизмерима с удельной паровой нагрузкой статических конденсаторов, получаемой при конденсации чистого пара (см. рис. 60, а). [c.140]
Величина деформации зависит от статической и динамической нагрузок и жесткости шины (внутреннего давления). В состоянии покоя шины находятся под действием статической нагрузки. Статическая нагрузка, приходящаяся на одну шину, называется номинальной нагрузкой. [c.58]
Интенсивность износа деталей оборудования во многом зависит от качества и соответствия материалов точности и чистоты обработки качества монтажа удельного давления между трущимися поверхностями и характера нагрузки (статическая, динамическая) скорости взаимного перемещения трущихся поверхностей способа подачи, количества, вида и чистоты [c.116]
Как упоминалось ранее, кроме определения длительной прочности и ползучести работоспособность стеклопластиков может быть оценена их выносливостью к многократным циклическим нагрузкам — статической и динамической усталостной прочностью. При определении статической усталостной прочности или, иначе, выносливости материала применяют сравнительно небольшие частоты нагружения — от 10 до 500 цикл/мин при определении же динамической усталости применяют сравнительно большие частоты нагружения — до 2000 цикл/мин. [c.334]
Для определения прочности и удлинения материал растягивают до разрыва (однократная нагрузка) на разрывных машинах (динамометрах). Получаемые при этом механические характеристики зависят от условий испытания — влажности материала, атмосферных условий, зажимной длины образца скорости приложения нагрузки или скорости деформирования характера нагрузки (статическая-или динамическая). При соблюдении одинаковых условий испытания получаемые результаты зависят от принципа действия прибора, на котором проводятся испытания. Поэтому для получения сопоставимых результатов при испытании различных образцов необходимо не только соблюдать одинаковые условия испытаний, но и проводить их на приборах одного вида. [c.112]
По характеру действия принято различать статические, динамические и повторно-переменные нагрузки. Статическая нагрузка прикладывается к объекту постепенно с небольшой скоростью (ускорение 0) и с течением времени не изменяется. Динамическая нагрузка зависит от ускорений взаимодействующих элементов конструкций. Повторно-переменная нагрузка изменяется циклически с течением времени. [c.19]
Уменьшению разброса показателей способствует замена прямоугольных образцов на цилиндрические -Кроме того, сообразуясь с работой конкретных изделий в эксплуатации, рационально проводить испытание не только в режиме заданной амплитуды сдвига, но и в других режимах (заданной амплитуды нагрузки, заданной энергии цикла), например на машине Цыд-зика с оптической измерительной системой (см. рис. 159). Показано , например, что для определения прочности связи протектор—брекер наиболее характерные результаты, сопоставимые с результатами дорожных испытаний шин, получаются при испытании в режиме заданной амплитуды усилия сдвига и заданной нагрузки статического поджатия. [c.397]
После крепления к обойме проводят статические испытания для определения деформации колец из материала СГ-Т и металлических обойм при рабочих нагрузках статических нагрузок на узел упорного подшипника и усилий сдвига на клеевое соединение. [c.199]
Во-первых, при повторно-переменном нагружении разрушение деталей наступает при меньших напряжениях, чем при нагрузках статических. [c.82]
D Б L 1 d (отклонение по Сз) di (отклонение по Нд) Нагрузка статическая на ролик, кгс Масса, кг, не более [c.680]
Пример. Груз = 30 кгс закреплен на одном плече горизонтального рычага длиной Ь — 500 мм другое плечо рычага I связано клеммовым соединением с валом диаметром й = 0 мм. Нагрузка статическая. Определить диаметр клеммовых болтов. [c.517]
На поршень гидроцилиндра действуют силы нагрузки статическая (расчетная) сила = Р эффективную площадь поршня Р сила трения поршня и штока в буксе [c.493]
Динамические конденсаторы значительно менее чувствительны к присутствию воздуха, так как в наиболее тяжелом пролетном режиме при наличии в смеси воздуха в количестве 2,2—5 % (по массе) коэффициент теплоотдачи уменьшается на 39—64 %. Полученная при этом удельная паровая нагрузка по своему значению соизмерима с удельной паровой нагрузкой статических конденсаторов, полученной при конденсации чистого пара. [c.260]
В неотпуя1 енных конструкциях вне зависимости от характера действия нагрузки (статического или ударного) трещины могут возникать как динамические от мест, в которых исчерпана вязкость металла [c.525]
Для работы при низких температурах по нормам Госгортехнадзора СССР [47] следует выбирать металлы, у которых порог хладоломкости лежит ниже заданной рабочей температуры. Однако в химической промышленности на протяжении многих лет безаварийно эксплуатируют при рабочих температурах до —40 °С большое количество аппаратов, трубопроводов, арматуры, насосов и другого оборудования, изготовленных из углеродистой стали обыкновенного качества и из серого и ковкого чугуна, т. е. из материалов, имеюш,их ударную вязкость при указанной температуре менее 0,2 МДж/м. Поэтому при выборе металла для работы при низких температурах следует исходить не только из величины ударной вязкости, но также учитывать величину и характер приложенной нагрузки (статическая, динамическая, пуль-сируюш,ая), наличие и характер концентраторов напряжений и чувствительность металла к надрезам, начальные напряжения в конструкции, способ охлаждения металла (за счет содержащегося в аппарате хладоносителя или за счет окружающей среды). [c.14]
В бескаркасной конструкции печи беспламенного горения, разработанной Гипрогрознефтью, нагрузка от труб змеевика, расположенных под потолком печи, передается непосредственно на ригельные блоки. Таким образом, помимо собственного веса и веса кровли ригельные блоки несут и большую полезную нагрузку, причем большая ее часть приложена до пуска печи в эксплуатацию, т. е. до воздействия температуры. В 1960—1961 гг. были проведены лабораторные испытания трехшарнирных рам с ломаным очертанием ригеля, конструкция которых подобна конструкции рам печи беспламенного горения [1]. До постановки этих опытов нагружение конструкции при испытаниях, как правило, проводилось после ее нагрева, что не соответствует условиям эксплуатации печей беспламенного горения. Поэтому в данных испытаниях три опытные рамы вначале были нагреты, затем к ним прикладывали нагрузку, которую постепенно увеличивали до разрушающей. К двум другим рамам вначале была приложена нагрузка, составляюш,ая соответственно 0,5 и 0,3 от разрушающей, после чего они нагревались. Результаты опытов показали, что в зависимости от последовательности воздействий температуры и нагрузки рамы ведут себя различно при нагреве в нагруженном состоянии в рамах наблюдались большие перемещения, причем при нагревании под нагрузкой статически определимых трехшарнирных рам деформация арматуры значительно увеличивалась. Нагрузка в опытных рамах создавалась при помощи гидравлического домкрата поэтому возникло сомнение в том, что рост перемещений и деформаций арматуры связан с особенностью поведения нагреваемой в нагруженном состоянии конструкции, а не с частичной заклинкой поршня домкрата при его обратном ходе в процессе нагрева рамы. В связи с этим в дальнейшем были проведены испытания с целью изучения работы П-образных рам. В этих испытаниях нагрузка уже создавалась не домкратом, а рычажной установкой, полностью исключавшей какое-либо ограничение перемещений при нагреве опытных образцов. [c.302]
Использование грузонодъемности вагона характеризуется статической и динамической нагрузкой. Статическая нагрузка — это среднее количество тонн, приходящихся на вагон (ось вагона) при [c.19]
Методы испытаний пленок на одноосное и двухосное растяженис могут быть как статическими, так и динамическими. Основное различие между этими двумя группами методов — в скорости приложе ния нагрузки. Статические испытания характеризуются практическ1 постоянной скоростью деформации, величина которой может бьт сколь угодно малой. Крайними случаями здесь являются одноосно( растяжение на разрывных машинах с постоянной скоростью дефор мации и определение статической усталости, когда материал разру шается с течением времени под действием постоянной нагрузки. [c.218]
В величине Ср должно быть отражено влияние конструктивных и технологических, факторов на прочность, а также влияние температурного режима и нагрузки (статической, переменной, ударной, длительной при повышенных температурах). Во многих случаях запас прочности может определяться по напряжениям стпр действующим в опасных точках детали, и напряжениями Зр, характеризующими механические свойства материала, [c.374]
Испытания гидравлического домкрата на удержание нагрузки (статические испытания) пропзводятся грузом, превышающим номинальную грузоподъемность домкрата на 10% при периодических и на 25% при приемочных испытаниях и при испытанпях после капитального ремонта. При статических испытаниях производятся однократный подъем груза на максимальную (номинальную) высоту подъема домкрата и удержание его в поднятом положении в течение 10 мин. [c.89]
С математической точки зрения случайные нагрузки описываются случайными величинами с заданными законами распределения, случайными процессами, случайными полями или пространственно-временнйми случайными функциями. Примером первого типа нагрузок служат нагрузки, статически приложенные в отдельных точках или узлах конструкции. Случайными процессами описываются, например, кинематические воздействия на колеса транспортных средств, движущихся по неровному пути. Нагрузки от технологического оборудования на перекрытия промышленных зданий могут служить примером нагрузок, для опи-санР1я которых привлекаются методы теории случайных полей. Пульсации давления в турбулентном пограничном слое, действующие на поверхности летательного аппарата, являются примером пространственно-временной случайной нагрузки. [c.438]
С первых дней обучения у детей на фоне обш его снижения двигательной активности резко возрастает доля статической нагрузки. Статическое напряжение, связанное с необходимостью длительного сохранения вынужденного положения тела во время учебных занятий вызьюает спазм артериол и повышение давления крови, уже через 30 минут оно может привести к нарушению подвижности нервных процессов, падению работоспособности, ухудшению внимания, памяти, нарушению взаимодействия первой и второй сигнальных систем (Д.В.Колесов, 1987). [c.389]
Эквивалентная статическая нагрузка — статическая радиальная нагрузка, при приложеиии которой возникает такая же общая остаточная деформация в наиболее нагруженной зоне контакта тела качения с кольцами, как при де11ствительных условиях нагружения. [c.61]
Статическая нагрузка
Vs. Динамическая нагрузка: демистификация номинальной нагрузки поддона
На складе знание разницы между динамической и статической нагрузкой может означать разницу между опасностью для сотрудников и продуктов и обеспечением их безопасности. Самое простое определение статической нагрузки и динамической нагрузки состоит в том, что статические нагрузки не перемещаются, а динамические — перемещаются. В контексте цепочки поставок статическая нагрузка относится к загруженному поддону на полу, в то время как динамическая нагрузка — это загруженный поддон, перемещаемый вилочным погрузчиком, домкратом для поддонов или другим оборудованием.Поскольку поддон, как правило, должен быть как динамическим, так и статичным в разных точках своего движения, важно знать особенности каждой грузоподъемности используемого поддона. Паллеты из разных материалов и конструкций имеют разные значения динамической и статической грузоподъемности. Понимание различий может помочь вам выбрать лучший поддон для удовлетворения уникальных потребностей вашей цепочки поставок.
Статическая нагрузка против. Динамическая нагрузка: основы
Каждый транспортный поддон должен иметь как минимум два различных максимальных веса: статическую грузоподъемность и динамическую нагрузку.Риски несоблюдения максимальной грузоподъемности поддонов высоки. Выход из строя поддона может создать опасность для склада, которая приведет к травмам или гибели сотрудников. Вот почему при определении максимальной нагрузки на поддон важно понимать разницу между этими двумя показателями.
Статическая грузоподъемностьЭто номинальная грузоподъемность поддона в неподвижном состоянии. Примером могут служить поддоны, хранящие запасы на складе. Это число сообщает персоналу склада, какой вес поддона может выдержать одна стопка, поскольку нижний поддон будет нести основную тяжесть веса стопки из нескольких загруженных поддонов.Статическая грузоподъемность, как правило, выше динамической, поэтому может потребоваться выгрузка продуктов с поддона, чтобы они не превышали вес, необходимый для перемещения.
Динамическая грузоподъемностьДинамическая грузоподъемность дает максимальную грузоподъемность перемещаемого поддона. Обычно это означает, что поддон поднимается и переносится с помощью вилочного погрузчика, домкрата для поддонов или крана-штабелера. Распределение нагрузки имеет жизненно важное значение, поскольку неравномерно распределенный вес может привести к опрокидыванию или переворачиванию поддона во время движения.
Допустимая нагрузка на боковую стойкуПод грузоподъемностью краевых стеллажей понимается, какой вес может выдержать поддон при хранении на стеллаже для поддонов. Поскольку складские стеллажи обычно включают стеллажи, которые поддерживают поддоны только за два края, вместимость стеллажа обычно ниже, чем его статическая или динамическая вместимость. Вместимость стеллажей также зависит от прочности самих складских стеллажей, что часто является ограничивающим фактором.
Динамическая грузоподъемность поддона обычно составляет лишь часть статических характеристик.
В большинстве случаев статическая грузоподъемность поддона намного превышает его динамическую грузоподъемность или емкость краевых стеллажей. Это связано с тем, что при статической нагрузке сила нагрузки на платформу остается постоянной. При динамической нагрузке он может резко измениться во время ускорения или замедления, или вес может сместиться из одной области в другую. Домкраты для поддонов и вилочные погрузчики также оказывают концентрированное давление на поддоны, а не равномерно поддерживают вес загруженного поддона. В результате динамическая грузоподъемность поддона обычно составляет лишь часть статических характеристик.
Выбор поддонов, способных выдержать нагрузки в любых условиях
Грузоподъемность поддона зависит от материала, из которого он изготовлен, и его базовой конструкции. Поскольку многие из этих конструкций стандартизированы, их динамическая и статическая грузоподъемность относительно постоянны и предсказуемы.
| Тип поддона | Статический рейтинг | Динамический рейтинг |
| Деревянный стрингер : Обычно это самые дешевые поддоны, доступные для коммерческого использования.В этих поддонах используются доски с надрезом или «стрингеры» для поддержки досок верхнего и нижнего настила. | 2500 фунтов | 2500 фунтов |
| Деревянный блок: Блочные поддоны более долговечны, чем стрингеры, поскольку они построены из более прочных досок и деревянных блоков. Эта повышенная стабильность также увеличивает их грузоподъемность. | 5,500 фунтов | 4600 фунтов |
| Пластик: Поддон из высококачественного пластика обычно весит менее 50 фунтов.Поскольку он сформован, а не скреплен, в нем нет винтов или другого оборудования, и каждый поддон однороден с любым другим поддоном. | 30 000 фунтов | 5000 фунтов |
Многие факторы могут влиять на динамическую и статическую грузоподъемность поддона. Сюда входит возраст поддона, тип используемой древесины (в случае деревянных поддонов), а также наличие повреждений или ремонта. В идеале при загрузке поддонов лучше округлять вес в большую сторону, чтобы снизить риск их перегрузки.
Пластиковые поддоны обычно обладают динамической способностью, превышающей их деревянные аналоги.
Сравнивая статическую нагрузку с динамической нагрузкой для поддонов из различных материалов и типов, становится ясно, что высококачественные пластиковые поддоны являются самыми прочными. Их высокая статическая грузоподъемность делает пластиковые поддоны отличным выбором для хранения продуктов на складе. Поскольку пластиковые поддоны также обычно обладают динамической способностью, превышающей их деревянные аналоги, загруженные пластиковые поддоны можно перемещать без предварительного снятия продуктов с поддона.Большая прочность и долговечность пластиковых поддонов в конечном итоге снижает вероятность повреждения продукта в результате отказа поддона, что позволяет предприятиям экономить деньги и время в долгосрочной перспективе.
Аренда Пластиковые поддоны iGPS — это разумный способ максимизировать складское пространство, а также обеспечить безопасное и простое обращение с поддонами. Их статическая и динамическая грузоподъемность была подтверждена в различных условиях, поэтому вы можете быть уверены, что получаете одну из самых надежных платформ на рынке.Для получения дополнительной информации свяжитесь с нами по телефону 1-800-884-0225, напишите специалисту по электронной почте [электронная почта защищена] или посетите нашу контактную страницу .
Тип сил / нагрузок — Разделы 3 и 4 Конструкция и технология 1: 1
(A) Обычно существует 5 различных типов сил:a) Напряжение
b) Сжатие
c) Сдвиг
d) Изгиб
e) Торсион
Посмотрите видео ниже, чтобы увидеть некоторые иллюстрации.
YouTube Видео
Приведите пример изгибающей силы, силы сжатия, силы натяжения, силы сдвига и силы скручивания, которые вы видите в нашей школьной мастерской.
В чем разница между силой и нагрузкой?
Когда на конструкцию действует сила, эта сила становится нагрузкой на конструкцию.
Типичная нагрузка, действующая на конструкцию, — это ее собственный вес или сила тяжести.Вес вашего собственного тела — это нагрузка на ваш скелет.
(B) Существует два основных типа общей нагрузки на конструкцию:
a) Статическая нагрузка;
б) Динамическая нагрузка.
Статические нагрузки или силы — это нагрузки, которые не меняются по размеру, положению или направлению. С другой стороны, динамические нагрузки или силы — это нагрузки, которые меняются по размеру, положению или направлению.
Хорошим примером статической нагрузки является вес здания, действующего на землю.Другой пример — автомобиль, припаркованный на стоянке.
Хорошим примером динамической нагрузки является вес движущегося по дороге автомобиля.
Щелкните следующую ссылку, чтобы увидеть больше иллюстраций.
(C) Динамическая и статическая нагрузка
Помимо классификации различных нагрузок на статические и динамические, также важно знать, являются ли нагрузки постоянными или статическими. Мы классифицируем нагрузку как мертвую или находящуюся под напряжением в зависимости от конструкции, которую мы проектируем. Следовательно, в этом смысле он не является общим.
По определению, постоянные нагрузки обычно являются постоянными, а временные нагрузки — непостоянными.
Примеры статической нагрузки включают собственный вес пола, столбов или конструкции крыши.
Примеры живой нагрузки включают жителей здания, обслуживающего персонала на крыше или ветровую нагрузку.
Поскольку временные нагрузки более изменчивы и неопределенны, FS для временных нагрузок выше, чем для постоянных нагрузок.
Давайте посмотрим видео ниже, чтобы проиллюстрировать разницу между статической нагрузкой и динамической нагрузкой:
YouTube Видео
Приведите пример статической временной нагрузки и динамической статической нагрузки.
(D) Коэффициент безопасности (FS)
При проектировании конструкции коэффициент безопасности добавляется к нагрузке, которая была оценена для элемента конструкции. Это обеспечит безопасность конструкции при неожиданной нагрузке, неправильном использовании или плохом контроле на стройплощадке во время строительства.
Википедия дает следующее определение:
«Коэффициент безопасности — это термин, описывающий структурную способность системы сверх ожидаемых или фактических нагрузок. предполагаемая нагрузка.
Коэффициент безопасности = Расчетная нагрузка__
Приложенная нагрузка
или FS = _ Предельная нагрузка__
Рабочая нагрузка
При проектировании здания FS может принимать значение из между 1.От 4 до 1,6, в зависимости от нагрузок. Чем более неопределенными являются нагрузки, тем выше FS.
Что такое статическая нагрузка? (с иллюстрациями)
Статическая нагрузка — это механическая сила, медленно прикладываемая к сборке или объекту. Это можно сравнить с динамической нагрузкой, которая представляет собой силу, которая прилагается быстро. Испытания статической нагрузки полезны при определении максимально допустимых нагрузок на инженерные конструкции, такие как мосты, а также могут быть полезны при обнаружении механических свойств материалов.
Эту силу часто применяют к инженерным конструкциям, от которых зависит безопасность людей, потому что инженерам необходимо знать максимальную силу, которую конструкция может выдержать, прежде чем она рухнет.Любая сила, прилагаемая равномерно без перемещения объекта, считается статической нагрузкой, и знание того, какую нагрузку может выдержать конструкция, полезно для установки запаса прочности для конструкции. Ограничение нагрузки половиной максимальной нагрузки на конструкцию дает коэффициент запаса прочности равный двум.
Лифт является примером статической нагрузки.Когда десять человек стоят в лифте в ожидании закрытия дверей, они создают статическую нагрузку, потому что люди и лифт не движутся относительно друг друга. В таких условиях напряжения в лифте успевают достичь равновесия. Лифт должен быть испытан, чтобы установить максимальный предел веса с приемлемым запасом прочности.
С другой стороны, динамическая нагрузка возникает, когда условия нагружения меняются со временем.Когда люди перемещаются в лифте, они создают динамическую нагрузку, и напряжения в какой-либо точке лифта могут значительно различаться.
Сами материалы могут быть подвергнуты испытаниям для выявления их основных свойств. Все материалы имеют внутреннее ограничение на то, какое напряжение растяжения или сжатия они могут выдержать до того, как поддадутся или не деформируются.Напряжение — это мера силы на единицу площади поперечного сечения материала, и когда сила на единицу площади становится слишком большой, возникают микроскопические трещины. Если усилие будет продолжать расти, материал может полностью сломаться.
Испытание на растяжение можно использовать для определения прочности материала на разрыв.Объекты испытывают напряжение, когда внешние силы действуют вдоль одной и той же оси. Если силы прилагаются вертикально, объекты будут становиться немного выше, но тоньше. Эта деформация носит временный характер и исчезнет, как только силы утихнут. Однако, когда напряжения превышают предел текучести, размеры материала навсегда изменяются.
Образец, подвергнутый испытанию на растяжение, обычно может без разрушения выдерживать напряжения, превышающие его предел текучести.Однако в определенный момент образец расколется на две части, потому что микроскопические трещины, возникшие в результате текучести, будут расти. Напряжение в точке полного разрушения называется пределом прочности материала на разрыв.
Static Loads — обзор
2.09.4.1 Аэродинамические нагрузки
Аэродинамические нагрузки сильно нелинейны и возникают в результате статического и динамического относительного ветрового потока, динамического сваливания, перекоса притока, сдвиговых воздействий на индукцию и эффектов больших прогибов. Комплексные методы расчета аэродинамики основаны на решении уравнений Навье – Стокса (НС) для глобального сжимаемого потока в дополнение к учету потока вблизи лопастей. Расширенная теория BEM может быть использована для рассмотрения продвинутых и нестационарных аэродинамических эффектов для расчета аэроупругости во временной области.Также могут применяться подходы промежуточной сложности, такие как вихревой и панельный методы [11]. Методы вычислительной гидродинамики (CFD) являются наиболее точными, но требуют очень много времени. Усовершенствованная теория BEM является быстрой и дает хорошую точность по сравнению с методами CFD. Метод БЭМ основан на данных о профиле; следовательно, результаты, полученные с помощью этого метода, не лучше исходных. Предлагается использовать методы NS для извлечения данных о профиле и применять их в менее продвинутых методах (например,г., теория БЭМ).
Аэродинамические силы складываются из подъемной силы и силы сопротивления. Подъемная сила, поверхностное трение и вязкое сопротивление под давлением являются основными источниками аэродинамических сил для тонких частей ветряной турбины. Для тонких конструкций применима двумерная аэродинамическая теория. В рамках теории BEM коэффициенты подъемной силы и сопротивления используются для моделирования аэродинамических сил. Для припаркованной ветряной турбины аэродинамические силы рассчитываются непосредственно с использованием относительной скорости ветра.Однако для работающей ветряной турбины необходимо определить индуцированные скорости и влияние следа на скорость, наблюдаемую лопаточным элементом.
Как упоминалось выше, лопасти ветряной турбины и башня представляют собой длинные и тонкие конструкции. Составляющая скорости по размаху намного меньше продольной, и. поэтому во многих аэродинамических моделях предполагается, что поток в данной точке является двумерным (2D), и могут применяться двухмерные данные аэродинамического профиля. На рис. 3 показан поперечный разрез элемента лезвия, если смотреть из-за кончика лезвия.На этом рисунке также изображены аэродинамические силы, действующие на элемент лопасти. Лопастной элемент движется в воздушном потоке с относительной скоростью V отн. . Коэффициенты подъемной силы и сопротивления определяются следующим образом [11, 12]:
Рисунок 3. Силы, действующие на элемент лопасти.
[4] CL (α) = L12ρaVrel2cCD (α) = D12ρaVrel2c
, где D и L — силы лобового сопротивления (по длине), c — хорда профиля, ρ a — плотность воздуха, α — угол атаки, V rel — относительная скорость [13, 14].
[5] Vrel = V (1 − a) 2+ (rωV (1 + a ′)) 2
[6] α = ϕ − β
[7] tan (ϕ) = Vrω (1− a1 + a ′)
, где a и a ′ — коэффициенты осевой и вращательной индукции соответственно, V — скорость ветра вверх по потоку, T — сила тяги, r — расстояние сечение профиля от хвостовика лопасти, ω — скорость вращения (рад с -1 ). a и a ‘являются функциями ϕ, C L , C D и прочности (часть кольцевой площади, которая покрывается лопаточным элементом).Аэродинамические теории расчета ветровых нагрузок для условий эксплуатации и стоянки очень похожи. Для припаркованной ветряной турбины скорость вращения (ω) равна нулю, поскольку лопасти зафиксированы и не могут вращаться. ϕ составляет 90 градусов, что означает, что относительная скорость ветра параллельна.
Аэродинамические нагрузки можно разделить на различные типы [13]:
- •
Статические нагрузки, такие как устойчивый ветер, проходящий мимо стационарной ветряной турбины
- •
Устойчивые нагрузки, такие как устойчивый ветер прохождение вращающейся ветряной турбины
- •
Циклические нагрузки, такие как вращающаяся лопасть, проходящая через сдвиг ветра
- •
Переходные нагрузки, такие как нагрузки трансмиссии из-за применения тормоза
- •
Импульсные нагрузки, то есть нагрузки с короткой продолжительностью и значительной пиковой величиной, такие как лопасти, проходящие вслед за мачтой для подветренной турбины
- •
Стохастические нагрузки, такие как турбулентные силы ветра
- •
Нагрузки, вызванные резонансом, то есть силы возбуждения, близкие к собственным частотам.
Средний ветер вызывает устойчивые нагрузки, тогда как сдвиг ветра, ошибка рыскания, рыскание и сила тяжести вызывают циклические нагрузки. Турбулентность связана со стохастической нагрузкой. Порывы, запуск, остановка, раскачивание лопастей и раскачивание вызывают кратковременные нагрузки. Наконец, собственные частоты конструкции могут быть источником резонансной нагрузки.
В аэродинамическую модель необходимо включить следующие эффекты [14]:
- •
Детерминированные аэродинамические нагрузки: установившийся (равномерный поток), рыскание, наклон вала, сдвиг ветра, тень башни и следы
- •
Стохастические аэродинамические силы из-за временных и пространственных колебаний / изменения скорости ветра (турбулентность)
- •
Аэродинамика вращающихся лопастей, включая индуцированные потоки (т.е., изменение поля ветра из-за турбины), эффекты трехмерного потока и эффекты динамического сваливания
- •
Динамические эффекты от лопастей, трансмиссии, генератора и башни, включая изменение аэродинамических характеристик силы из-за вибрации и движений твердого тела
- •
Динамические эффекты подсистемы (т. е. система рыскания и управление шагом лопастей)
- •
Управляющие эффекты во время нормальной работы, пуска и останова, включая парковку условия.
Аэродинамические характеристики ветряной турбины в основном зависят от аэродинамики в установившемся режиме. Однако есть несколько важных стационарных и динамических эффектов, которые вызывают повышенные нагрузки или снижение выработки энергии по сравнению с ожидаемыми из базовой теории БЭМ. Эти эффекты могут особенно увеличить переходные нагрузки. Некоторые из сложных аэродинамических объектов перечислены [13]:
- 1.
Неидеальные стационарные аэродинамические проблемы
- •
Снижение мощности из-за шероховатости поверхности лезвия (для поврежденного лезвия до 40 % меньше выработки энергии)
- •
Влияние сваливания на коэффициенты подъемной силы и лобового сопротивления аэродинамического профиля
- •
Условия вращения влияют на аэродинамические характеристики лопастей.Задержка срыва вращающейся лопасти по сравнению с такой же лопастью в аэродинамической трубе может сократить срок службы ветряной турбины.
- 2.
Турбина выходит из спящего режима
- •
Наклонный след в турбине с подветренной стороны
- •
Ближний и дальний следы. Турбулентность и вихри, возникающие в роторе, рассеиваются в ближнем следе, а профили турбулентности и скорости в дальнем следе более равномерно распределены.
- •
Внеосевые потоки из-за ошибки рыскания или вертикальных компонентов ветра.
- 3.
Неустойчивые аэродинамические эффекты
- •
Тень башни (дефицит скорости ветра за башней из-за наличия башни)
- •
Динамическое сваливание, то есть резкие изменения аэродинамики которые приводят к останову или задерживают его
- •
Динамический приток, то есть изменения в работе ротора
- •
Вращательный отбор проб. Возможны быстрые изменения потока, если лопасти вращаются быстрее, чем скорость турбулентного потока.
В чем разница между статическими и динамическими нагрузками?
Статическая нагрузка в сравнении с динамической нагрузкой Основное различие между статической и динамической нагрузкой заключается в силах, создаваемых весом объекта. В статическом состоянии нагрузка остается постоянной и не меняется с течением времени. При динамической нагрузке какой-то внешний фактор вызывает изменение силы веса груза. Некоторые из факторов, которые могут повлиять на нагрузку и сделать ее динамической, включают:
Примеры статической и динамической нагрузки Хороший пример статической нагрузки — грузовик с грузом внутри неподвижно сидящий на одном месте. Сила веса груза имеет мало шансов измениться, пока грузовик остается неподвижным. Как только грузовик начинает движение, груз становится динамическим, поскольку сила движения может вызвать смещение груза, изменяя влияние силы веса груза.Если грузовик едет слишком быстро, это может даже вызвать сильное смещение силы груза, что приведет к его падению или, по крайней мере, затруднит движение грузовика по дороге. Кроме того, при остановке сила веса груза может смещаться вперед, что затрудняет столь быструю остановку транспортного средства.
Мост представляет собой еще один пример действующих статических и динамических сил. Вес моста представляет собой статическую нагрузку, поскольку он не меняется со временем, пока ничего не движется по нему или внешние силы, такие как ветер, не движутся против него.Грузовик, движущийся по мосту, создает динамическую нагрузку на мост, увеличивая вес моста при его пересечении. Ветер, дующий на мост, также может изменить силу веса моста, поскольку он перемещает его из стороны в сторону, создавая динамическую нагрузку на мост. Вот почему важно, чтобы инженеры использовали все силы, которые могут быть приложены к конкретному мосту, чтобы спроектировать стабильную и безопасную конструкцию. Еще одна важная сила, о которой следует помнить, — это скручивание, когда любое скручивание моста на ветру вызывает дополнительное напряжение в конструкции, что, в свою очередь, может повлиять на то, какую нагрузку мост может выдержать.
В чем разница между динамической и статической нагрузкой?
Линейные подшипники качения, такие как круглые валы и втулки, профилированные рельсовые направляющие, салазки с перекрестными роликами и даже шарико-винтовые пары, имеют две характеристики грузоподъемности — динамическую грузоподъемность и статическую грузоподъемность, которые основаны на различных рабочих параметрах и характеристиках. критериев и не зависят друг от друга. Для точного определения размеров и выбора линейного подшипника качения или шарико-винтовой передачи важно понимать разницу между ними и время использования каждого из них.
В линейных подшипниках с рециркуляционным элементом могут использоваться шарики (слева) или ролики (справа).Изображение предоставлено: Schaeffler Group Inc.
Усталостное разрушение дорожки качения подшипника.
Изображение предоставлено: The Barden Corporation
Допустимая динамическая нагрузка, C, основана на эмпирических испытаниях, в которых нагрузка, постоянная по величине и перпендикулярная несущим поверхностям, позволяет подшипнику достичь определенного расстояния перемещения (линейная направляющая ) или количество оборотов (шариковый винт) без усталости.Под усталостью понимается наличие отслаивания на поверхности тел качения или дорожек качения.
Допустимая динамическая нагрузка используется для определения номинального срока службы подшипника качения. Этот срок службы обычно называют сроком службы L10, потому что это срок службы, который, как ожидается, достигнет 90 процентов группы идентичных подшипников при заданных условиях нагрузки и скорости.
Для линейных подшипников с шариками:
Для линейных подшипников с роликами:
L 10 = расчетный (номинальный) срок службы подшипника
C = базовая динамическая грузоподъемность
F = приложенная нагрузка
Допустимая динамическая нагрузка и расчет срока службы L10 определяются стандартом ISO 14728-1 для линейных подшипников и стандартом ISO 3408-5 для шарико-винтовых пар.Стандарт шарико-винтовой передачи указывает, что динамическая грузоподъемность основана на сроке службы L10 в 1 миллион оборотов. Однако стандарт линейных подшипников позволяет задавать динамическую нагрузочную способность для срока службы L10 , 50 000 м или 100 000 м.
Важно отметить основу срока службы L10 для линейных подшипников — особенно при сравнении линейных направляющих от разных производителей или даже разных серий от одного производителя. Если линейная направляющая, динамическая грузоподъемность которой основана на 100000 м, сравнивается с линейной направляющей, динамическая грузоподъемность которой основана на 50000 м, следует применить одно из следующих преобразований: Разделите грузоподъемность 50 000 м на 1.26 ИЛИ умножьте грузоподъемность 100 000 м на 1,26. (В этой статье объясняется, как вычисляется коэффициент преобразования 1,26.)
Имейте в виду, что номинальный срок службы L10 — это теоретический срок службы, основанный на чистой окружающей среде, надлежащей смазке и правильном монтаже. На фактический срок службы подшипника могут отрицательно повлиять загрязнение, отсутствие смазки, неправильный монтаж и другие факторы.
Допустимая статическая нагрузка, C 0 , представляет собой величину нагрузки, которую может выдержать подшипник до того, как сумма деформации шарика и дорожки качения станет равной 0.01 процент (0,0001 раз) диаметра шара, как определено в ISO 14728-2. Статическая грузоподъемность почти всегда выше, чем динамическая грузоподъемность, поскольку ее ограничением является пластическая деформация шарика и материала дорожки качения, которая возникает, когда нагрузка прикладывается к подшипнику в статическом (неподвижном) или медленном состоянии.
Допустимая динамическая нагрузка C и допустимая статическая нагрузка C 0 важны при выборе размеров подшипника качения или шарико-винтовой передачи.Изображение предоставлено: Bosch Rexroth Corp.
Статические нагрузки часто возникают в результате незапланированных и трудно поддающихся количественной оценке ударов по подшипнику. Поэтому производители линейных подшипников и шарико-винтовых пар рекомендуют применять статический запас прочности в зависимости от типа применения и условий эксплуатации. Статический запас прочности — это соотношение между номинальной статической нагрузкой и максимальной комбинированной статической нагрузкой, приложенной к подшипнику. Он может варьироваться от 2 для плавных рабочих условий с низким риском вибрации до 5 или 6 для приложений, которые могут подвергаться серьезным ударным нагрузкам.
S 0 = коэффициент запаса прочности по статической нагрузке
C 0 = статическая грузоподъемность
F 0max = максимальная комбинированная статическая нагрузка
Изображение предоставлено: Bosch Rexroth Corp.
Когда важна статическая грузоподъемность?
При определении размеров рециркуляционного подшипника большинство конструкторов и инженеров уделяют особое внимание сроку службы подшипника, который основан на динамической нагрузочной способности.Это нагрузка, при которой линейный рециркуляционный подшипник с 90-процентной уверенностью достигнет заданного срока службы до того, как возникнет усталость. С другой стороны, статическая грузоподъемность — это сила, вызывающая необратимую деформацию тела качения (шарика или ролика) и дорожки качения, равную 0,0001 диаметру тела качения. Если эта деформация будет превышена, рабочие характеристики подшипника ухудшатся, что приведет к вибрации, шуму и увеличению трения.
Как следует из названия, статическая грузоподъемность применима только в статическом (неподвижном) состоянии, и, хотя она не используется в расчетах срока службы подшипников, статическая грузоподъемность является важным параметром для рециркуляционных линейных подшипников.Превышение допустимой статической нагрузки определенно (не только статистически) ухудшит характеристики подшипника.
Линейные подшипники в первую очередь связаны с движением — например, перемещением инструмента, дозирующей головки или нагрузки из одной точки в другую — следовательно, при определении размеров и выборе акцент делается на допустимой динамической нагрузке. Но большинство линейных направляющих также работают в статических условиях, по крайней мере, часть своего срока службы. Если случай статической нагрузки не принимается во внимание, то подшипник, имеющий «теоретический» срок службы, например, 150 000 метров, может выйти из строя намного раньше, чем этот прогнозируемый срок службы, из-за деформации, вызванной статической нагрузкой.
Статическая нагрузка обычно возникает при одном или нескольких из следующих условий:
- Подшипник неподвижен, но нагружен в течение длительного времени.
- Подшипник нагружен и движется с очень низкой скоростью.
- Подшипник испытывает высокие ударные нагрузки.
Некоторыми примерами статических нагрузок являются силы сжатия, ударные нагрузки и удерживающие силы. Например, сверлильный инструмент на конце линейной направляющей будет испытывать статическую нагрузку, когда направляющая перестает двигаться и сверло работает.Точно так же вертикально установленная направляющая подвергается статической нагрузке, когда она удерживает нагрузку в верхней части хода. С другой стороны, удары и вибрации часто вызываются случайными, непредсказуемыми и / или трудно поддающимися количественной оценке условиями.
Статические нагрузки, вызванные ударами и вибрациями, наиболее трудно учесть, и это причина, по которой многие производители рекомендуют высокий коэффициент безопасности статической нагрузки для приложений, которые, как известно, создают такие типы нагрузок.
Поскольку статическая грузоподъемность подшипника не зависит от пройденного расстояния или времени использования, оценка статической нагрузки выполняется путем определения коэффициента запаса прочности по статической нагрузке. Это отношение номинальной статической нагрузки подшипника к приложенной статической нагрузке.
Где:
S 0 = коэффициент запаса прочности по статической нагрузке
C 0 = статическая грузоподъемность
F 0max = максимальная нагрузка (включая ударные или вибрационные нагрузки)
Изображение предоставлено: SKF GroupКогда присутствуют и силы, и моменты, следует рассчитать комбинированную статическую нагрузку (также называемую эквивалентной статической нагрузкой) и использовать ее для определения коэффициента запаса прочности по статической нагрузке.