leikkausvoima

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

Sana leikkausvoima vilahtelee kitkan, viskositeetin jne. yhteydessä. Tekniikkaa kun en ole lukenut, niin en tiedä mistä asiasta löytyisi. Fysiikasta kiinnostuneiden luulisi osaavan selittää asian tai ainakin kertovan mistä kannattaa lukea. Kehtaisiko kukaan selittää? Vai onko tämä fysiikan mielessä taas joku epämääräinen termi?

Kommentit (7)

David
Seuraa 
Viestejä8875
Liittynyt25.8.2005

Nesteen osalta voisin viitata seuraavaan dokumenttiin.
http://cc.oulu.fi/~tf/tiedostot/pub/hyd ... t/monh.pdf

Lujuusopissa puhutaan tietysti leikkausvoimasta, joka on pistemäisen kuorman kohdalla esim. kannatinpalkin poikkileikkausta vastaan kohdistuva "leikkaava" voima. Aiheuttaa leikkausjännityksen, joka on yhtä suuri koko pinnan alueella ( ainakin symmetrisessä poikkileikkauksessa ).

Tietysti kitkaa vastaan tehty työ on myös leikkaavaa.

Riippuu nyt sitten vähän siitä mitä aihealuetta kysymyksesi koskee.

Vierailija

Tarkkoja termejä en muista, eivätkä muistiinpanoni ole nyt käsillä. Mutta esimerkiksi saksissa leikkausvoima pyrkii "lohkaisemaan" leikattavan kappaleen poikki terien väliltä. "Terien" ei tarvitse aina olla teräviä: jos sinulla on esimerkiksi vaakasuora sarana, jonka varassa roikkuu painoa, niin saranan tappiin kohdistuu leikkausvoima, joka pyrkii murtamaan sen. Tässä "terän" muodostavat saranan ylä- ja alaosien reunat. Tai jos naulaat laudan seinään, leikkausvoima pyrkii murtamaan naulan laudan ja seinän välistä. (Tosin laudan paino harvemmin riittää tähän, mutta varmaankin ymmärsit periaatteen.)

Vierailija
David
Nesteen osalta voisin viitata seuraavaan dokumenttiin.
http://cc.oulu.fi/~tf/tiedostot/pub/hyd ... t/monh.pdf

Lujuusopissa puhutaan tietysti leikkausvoimasta, joka on pistemäisen kuorman kohdalla esim. kannatinpalkin poikkileikkausta vastaan kohdistuva "leikkaava" voima. Aiheuttaa leikkausjännityksen, joka on yhtä suuri koko pinnan alueella ( ainakin symmetrisessä poikkileikkauksessa ).

Tietysti kitkaa vastaan tehty työ on myös leikkaavaa.

Riippuu nyt sitten vähän siitä mitä aihealuetta kysymyksesi koskee.

Ensin kiitos kaikille vastauksista. Lujuusopin mukainen leikkausvoimakäsite näyttää heti selkeältä.

Voiko David vielä selventää millä tavalla kitkaa vastaan tehty työ tai kitkan tekemä työ on leikkaava? Esimerkiksi kun ajatellaan renkaan pitoa, niin silloin saatetaan puhua leikkausvoimista. Miten liittyy tähän asiaan? Tarkoittaako leikkausvoimien mukaan tulo sitä, että pelkkää lepo- ja liukukitkaa on turha tarkastella, kun mukana on jotakin muodonmuutoksiin tai pureutumisiin liittyviä voimia?

David
Seuraa 
Viestejä8875
Liittynyt25.8.2005
ocu
David
Nesteen osalta voisin viitata seuraavaan dokumenttiin.
http://cc.oulu.fi/~tf/tiedostot/pub/hyd ... t/monh.pdf

Lujuusopissa puhutaan tietysti leikkausvoimasta, joka on pistemäisen kuorman kohdalla esim. kannatinpalkin poikkileikkausta vastaan kohdistuva "leikkaava" voima. Aiheuttaa leikkausjännityksen, joka on yhtä suuri koko pinnan alueella ( ainakin symmetrisessä poikkileikkauksessa ).

Tietysti kitkaa vastaan tehty työ on myös leikkaavaa.

Riippuu nyt sitten vähän siitä mitä aihealuetta kysymyksesi koskee.




Ensin kiitos kaikille vastauksista. Lujuusopin mukainen leikkausvoimakäsite näyttää heti selkeältä.

Voiko David vielä selventää millä tavalla kitkaa vastaan tehty työ tai kitkan tekemä työ on leikkaava? Esimerkiksi kun ajatellaan renkaan pitoa, niin silloin saatetaan puhua leikkausvoimista. Miten liittyy tähän asiaan? Tarkoittaako leikkausvoimien mukaan tulo sitä, että pelkkää lepo- ja liukukitkaa on turha tarkastella, kun mukana on jotakin muodonmuutoksiin tai pureutumisiin liittyviä voimia?

Ensinnäkin siitä on joltisenkin aikaa, kun viimeksi olen joutunut lujuusopin tehtäviä ratkomaan, mutta jos nyt hiukan hihaa ravistelisi.

Otetaanpas nyt selville ensin ulkoiset voimat, ja pannaan homma tasapainoon. Jarrutuksessa ( tai kiihdytyksessä ) Pyörän napaan vaikuttaa siis yhtä suuri, mutta vastakkaissuuntainen voima kuin pyörän ja tien välissäkin on. Lisäksi pyörän ja tien välinen painovoima vaikuttaa tietysti myös pyörän napaan vastakkaiseen suuntaan, muuten esim. auto lähtisi ilmojen teille.

Pyörän navan ja renkaan / tieln aiheuttama kitka aiheuttaa kiertomomentin renkaaseen, jonka renkaan vastaavien voimien on siis voitettava, ellei se lähde pyörimään vanteella. Renkaan ja vanteen välinen kitka on siis oltava aina suurempi kuin em. jarrutuksessa renkaan ja vanteen väliin syntyvä voima.

Nimetään voimat:
N = Painovoiman aiheuttama vastavoima (itse asiassa osittain muuttuva kuorma, jonka max.arvo likimain pyörän navan kohdalla ) renkaan alareunassa.
Fk = Tien renkaaseen aiheuttama kitkavoima <=> vanteen renkaaseen kitkavoiman seurauksena kohdistama kuorma Fq.
Qk = vanteen renkaaseen kohdistaman voiman Fk tai Fq aiheuttama epäjatkuva kuorma.
Fr = renkaan ja vanteen Fk ja Fq:n voimaparin synnyttämän momentin seurauksena syntyvä kiertoa vastustava voima.
Fg=Voima joka painovoima johdosta kohdistuu vanteen alareunasta renkaan alaosan yläreunaan epäjatkuvana kuormana (Qg).

Fr, eli renkaan ja vanteen välinen vastavoima(pari) joka aiheuttaa leikkaavan voima renkaan painopisteakselin suhteen voimistuen kohti renkaan reunaa.

Toinen merkittävä tekijä on pyörän vanteen etureunaan aiheuttama epäjakuvan kuorman Qk:n, aiheuttama leikkausvoima jonka max.arvo on niinikään vanteen alareunan kohdalla.

Lisäksi mahdolliset sivuttaisvoimat vaikuttavat vastaavalla tavalla esim. kaarreajossa tai esim. luokkojarrutuksessa pyörät käännettyinä.
Näin ollen leikkausvoimien yhdistäminen aiheuttaa kriittisen pisteen vanteen alareunaa vastaavaan kohtaan renkaassa.

Ai niin, renkaan elastisuudesta johtuen pyörän napa siirtyy jarrutettaessa tietysti hieman eteenpäin renkaan ja tien völiseen kosketuspintaan nähden, joista aiheutuu renkaaseen lievä vastakkainen momentti kitkavoiman aiheuttamaan momenttiin nähden.

Toisaalta elastisuuden pieneminen renkaan muodonmuutoksen myötä luo taivutusmomentteja renkaan runkoon. En lähde näitä kuitenkaan arvioimaan sen tarkemmin, kun leikkausvoimista oli kyse.

Edit:
Jepu jee, tulipas kirjoitettua tarpeettoman pitkä kuvaus, no menköön vaikka opetusmateriaalina. Leikkausvoimat yksinkertaisuudessaan ovat tietysti pyörän navan ja maapinnan välisellä alueella renkaaseen kohdistuva siten että sen max.arvot ovat siis vanteen alareunan kohdalla ja renkaan alareunan kohdalla (pystysuunnassa tarkasteltuna).

Muutos ei renkaan kannalta ole tässä kuitenkaan suoraviivaista johtuen siihen kohdistuvista epäjatkuvista kuormista. Renkaan keston kannalta kriittisin kohta on käsittääksen kuitenkin renkaan vannetta vasten olevan punoksen alapuolella, jossa siis leikkausjännitys on voiman suunnasta riippumatta (renkaan suunnassa tai sitä vastaan kohtisuorassa tasossa) suurimmillaan johtuen renkaan ko. kohdassa olevan poikkipinnan pinta-alan pienuudesta suhteessa ko. kohdassa vallitsevaan leikkausvoimaan.

Lukuunottamatta myöhäisemmääsä viestissä mainittua renkaan pintaa, joka on pelkkää kumia ja kestoltaan heikoin. Laskennallisen poikkipinta-alan suuruus tässä riippuu monesta tekijästä.
Renkaan ilmanpaine, kumin rakenne, lämpötila jne...

H
Seuraa 
Viestejä2622
Liittynyt16.3.2005
ocu
Voiko David vielä selventää millä tavalla kitkaa vastaan tehty työ tai kitkan tekemä työ on leikkaava? Esimerkiksi kun ajatellaan renkaan pitoa, niin silloin saatetaan puhua leikkausvoimista. Miten liittyy tähän asiaan?

Leikkausjännitys ja siten leikausvoima vaikuttaa pitkin tarkasteltavaa pintaa kuten kitkakin.

ocu
Tarkoittaako leikkausvoimien mukaan tulo sitä, että pelkkää lepo- ja liukukitkaa on turha tarkastella, kun mukana on jotakin muodonmuutoksiin tai pureutumisiin liittyviä voimia?

Kitkaksi kutsuttu ilmiö on yllättävän monimutkainen eikä siitä ole vielä kunnollisia malleja. Yksinkertaisin lienee kuiva kitka eli Coulombin kitka. Tarkemmissa malleissa otetaan mukaan lisää ilmiöitä kuten viskositeetti ja Stribeckin ilmiö.

David
Seuraa 
Viestejä8875
Liittynyt25.8.2005
H
ocu
Voiko David vielä selventää millä tavalla kitkaa vastaan tehty työ tai kitkan tekemä työ on leikkaava? Esimerkiksi kun ajatellaan renkaan pitoa, niin silloin saatetaan puhua leikkausvoimista. Miten liittyy tähän asiaan?

Leikkausjännitys ja siten leikausvoima vaikuttaa pitkin tarkasteltavaa pintaa kuten kitkakin.

Niin ja leikkausvoiman ja poikkipinta-alan suhde määrää vallitsevan jännityksen. Syntyvän vaurion mahdollisuus riippuu sitten siitä minkälainen renkaan rakenne on sillä kohtaa ko, poikkileikkauksessa.

Heikoin kohta rakenteellisesti lienee renkaan pintamateriaalissa eli "kumi palaa".

Uusimmat

Suosituimmat