123580 (566689)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Функциональная структура технического объекта «лыжная палка»

Целью работы: Освоение методики углублённого изучения технического объекта с функциональной и физической точек зрения. На примере «лыжная палка».

1. Определение функции технического объекта «лыжная палка» , порядок его работы, выявление объектов внешней среды с которыми он взаимодействует

Лыжная палка Е_О рассматривается как техническая объект, состоящее из 5 функциональных элементов показанных на Рис. 1,2,3. Ручка –Е₁; Темляк-Е₂; Стержень- Е₃; Лапка -Е₄; Наконечник –E₅, декомпозиции подробно показана на потоко-функциональной схеме структуры а)конкретизированной, б) астрагированой лыжной палки.

При движении лыжника основной функцией ТО лыжные палки Е_О является обеспечение движения (поддержание скорости, ускорения, равновесия, облегчение выполнения поворотов, передачу энергии плечевого пояса, поддержка при падении).

Технический объект «Лыжная палка» Е_О взаимодействует с объектами внешней среды лыжником (действующими силами )V₁, состоянием воздуха (влажности %, ветра м/сек, температурой t º C) –V₂, солнца –V₃, V₄ -снегом. Усилие от кисти руки лыжника передаётся тремя путями:

- за счет адгезии между рукой (перчаткой) и поверхностью рукоятки;

- через упор на рукоятке;

- через темляк.

Наиболее эффективной является передача энергии за счет адгезии, поскольку усилие передается строго вдоль поверхности рукоятки, по оси палки.

Передача энергии через упор на рукоятке дополняет передачу энергии за счет адгезии.

Темляк передает энергию под некоторым углом к оси рукоятки и оси палки. Этот угол зависит от точки крепления темляка, и чем ближе точка крепления к задней поверхности ручки, тем под большим углом отходит темляк от ручки. Вектор силы вдоль темляка состоит из двух частей: сила, направленная вдоль ручки (вертикальная составляющая силы ВСС) и сила направленная перпендикулярно первой (горизонтальная составляющая силы ГСС). ГСС - прямая потеря энергии, которая изгибает шахту лыжной палки. Рычаги 1и2 (Рукоятка и темляк).

Выводы:

1. Передача силы плечевого пояса лыжника (СППЛ) через систему «перчатка- поверхность ручки» при наличии адгезионных выступов (колец и полуколец) происходит по всему сечению рукоятки и вертикально.

2. Для уменьшения потерь энергии в системе «темляк - рукоятка» необходимо точку крепления темляка передвинуть максимально вперед и вверх.

3. Вес рукоятки зависит от веса остальных рычагов палки. Слишком легкая ручка усложняет управляемость палки.

Рычаг 3 шахта лыжной палки

Основная часть лыжной палки - шахта, вдоль стенок, которой передаётся сила плечевого пояса лыжника (СППЛ). Шахта под воздействием СППЛ изгибается и вибрирует, причем вибрирует четырежды. Движение палки происходит в три фазы:

- удар,

- давление, протяжка,

- толчок.

в фазе «удар» шахта сгибается и, пружиня, подпрыгивает и разгибается.

Сопротивляясь сгибанию, шахта вибрирует, то же происходит и при разгибании её. В фазе «давление» шахта вновь сгибается, вибрирует и после толчка разгибается и снова вибрирует. Следует заметить, что сгибание шахты усугубляется воздействием горизонтальной составляющей силы, возникающей в темляке.

Выводы:

1.Овальное, ромбовидное, крестообразное сечения шахты уменьшают влияние изгиба и вибрации на потери СППЛ, по сравнению с круглым.

2. Несимметричные цилиндр и конус (шахта + стержень от точки крепления темляка до донышка шахты) упрощают траекторию вертикальной составляющей силы и придают дополнительную жесткость шахте. Рычаги 3 + 4 + 5 + 6

Опора палки

Опора палки о грунт (снег), представляет из себя наиболее сложную систему лыжной палки. Состоит из четырех рычагов и трех шарниров и образует две пары систем: первая система - стенка шахты (вертикальный рычаг), проходящая через точку приложения силы ТПС и пика (тычок, зуб, гвоздь) и между ними короткий рычаг - донышко шахты. Материал, из которого изготовлено донышко шахты, пластичен, что позволяет рычагам, при определенных условиях, перемещаться друг относительно друга. Вторая система - стенка шахты (вертикальный рычаг) и лепесток (горизонтальный рычаг). Рассмотрим взаимодействие рычагов первой системы при движении лыжной палки. Для простоты рассуждений примем, что пика находится в центре донышка. Во время первой фазы движения лыжной палки « удар» рычаг- «стенка шахты» опускается вниз, увлекая за собой переднюю часть рычага «донышко». Поскольку, пика упирается в грунт, то часть донышка, в месте крепления пики, преодолевая упругость материала, поднимается вверх. Удар длится доли секунды, и, как только, воздействие на палку ослабевает, шахта пытается распрямиться и рычаги опоры занять своё исходное положение. В результате палка «подпрыгивает» вверх. И, хотя движение палки должно переходить к фазе «давление» лыжник, теряет часть энергии плечевого пояса лыжника (ЭППЛ), преодолевая дополнительное сопротивление от воздействия этих двух сил. Фазы «давление» и «толчок» тоже сопровождаются деформацией донышка, но в меньшей степени.

Энергия, которую тратит лыжник на деформацию донышка и возврат палки на грунт, это - чистые потери ЭППЛ.

2. Декомпозиция технического объекта «лыжная палка» на элементы

Рис.2 Ручки, темляки лыжных палок

Рис.3 Лапки, наконечники лыжных палок

3. Описание физических операций, реализуемых элементами технического объекта лыжная палка

Таблица 1.

4. Потоко-функционнальная структура технического объекта «лыжная палка»

а) – конкретизированная ПФС

V₃ Солнце

Ф

Снег V₄

Наконечник Е₅

Лапка Е₄

Стержень Е₃

Темляк Е₂

Ручка Е₁

₁ О₁ П₁ Э₁ Э₁

Э

V₁ Лыжник

₁ Э₁

V₂ Воздух

б

Снег V₄

Фиксирование

Объединение

Преобра зование

Прове дение

Проведение

) –астрагированная ПФС

V₃ Солнце

Ф

V₂ Воздух

₁ О₁ П₁ Э₁ Э₁

Э ₁ Э₁

V₁ Лыжник

5. Анализ элементов, структур технического объекта «лыжная палка» предложения по их улучшению

Сегодня большинство лидирующих фирм производят лыжные палки на основе композитных материалов и многослойной технологии.

Применение углеволокна обеспечило максимальную лёгкость и высокую жёсткость стержня. Комбинация углеволкна со стекловолокном позволила регулировать жёсткость стержня. Применение только стекловолокна снизило себестоимость, но увеличило вес. Изменение стержня повлекло за собой и изменение ручки. Она стала тоньше, легче, удобней, эргономичней, применение натуральных материалов (натуральной пробки) в структуре ручки сделало её более комфортной. Пробка отличается не только легкостью: она обеспечивает обогрев руки лыжника и идеальное с ней сцепление.

Естественно, изменился темляк. Популярность и симпатии отданы системе "капкан". Его начали применять даже в классических палках. Он прочно удерживается на запястье, позволяет лучше контролировать движение палки. Их формы разнятся довольно сильно, но одно незыблемо - широкий ремешок, охватывающий всю кисть руки Рис.7. Изменения динамики движения привело к изменению опоры. Теперь это сегменты типа "гусиная лапка", имеющие вид сильно усечённого полукольца, прочно прикреплённые к стержню в строго заданном направлении Рис.3. Аэродинамический овальный дизайн и высокое по отношению к лапке расположение центра тяжести обеспечивают максимально быстрый и лёгкий вынос лыжной палки вперёд. Наконечник опоры делают стальным или твёрдосплавным, победитовым с обратным конусом.

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов лабораторной работы