Расчет прочности, ресурса и других механических показателей узлов ветротурбин

[hecs]

Сообщение от petruha256

Абсолютно жесткое тело не требует работы для своего разрушения. и энергию ему сообщить не получится, поскольку ему некуда эту энергию вмещать.

Не знаю что такое абсолютно жёсткое тело в реальном мире, но на разрушение арматурины, энергии нужно затратить немало, рукой это сделать не получится.

Сообщение от petruha256

когда веревка натянута - гироскоп можно поворачивать с определенной скоростью (пока позволяет предел прочности веревки) при этом он не сопротивляется повороту вообще.

Как он может не сопротивляться если :

Сообщение от petruha256

веревка натягивается и накапливает в себе потенциальную энергию растяжения.

Он не сопротивляется пока слабина не выбрана или верёвки нет вообще, как только мы ограничим возможность гироскопа совмещать ось собственного вращения с осью вращения от внешней силы, тут то он сопротивляться и начнёт и ровно на столько, на сколько мы ограничиваем его свободу.

Сообщение от petruha256

Важный момент - если есть податливость хвоста, то есть сопротивление всплытию, если хвост жестко упрется в ветер, то всплытие проходит легко.

Ты точно ничего не путаешь? Помоему всё ровно наоборот.

Сообщение от petruha256

А если хвост повесить в вакууме и невесомости - можешь и не пытаться сдвинуть ротор (сломаешь только)

Какая разница в вакууме он или нет, посмотрим на первое видео - на гироскоп/винт действует опрокидывающий момент и хвост начинает прецессию. Накроем всю конструкцию колпаком и откачаем воздух, не изменится, ровным счётом ничего. Поставим хвосту упор - ограничим прецессию и потенциальная энергия неуравновешенной массы сравняется с энергией деформации консоли. А маховик как держал вес, так и будет его держать.

Добавлено через 7 минут
Надо модель делать .

[petruha256]

Сообщение от hecs

Не знаю что такое абсолютно жёсткое тело в реальном мире, но на разрушение арматурины, энергии нужно затратить немало, рукой это сделать не получится.

Абсолютно жестких тел не бывает. так например если взять два абсолютно жестких тела, то довести их до взаимного соприкосновения невозможно, поскольку даже исчезающе малая скорость обеспечит в точке контакта бесконечно большие напряжения и они разрушатся.
для стального прутка диаметром 10 мм и длинной 100 мм нужно потратить на разрушение около 80000 Дж.
но если предположить, что предел прочности капрона вдвое ниже предела прочности стали, то этой энергии даже близко не хватит на то, чтобы разрушить аналогичного размера пучок капроновых нитей.
по причине того, что модуль упругости капрона существенно ниже, чем у стали.
при равной прочности, чем выше модуль упругости, тем меньше энергии в состоянии накопить в себе материал до разрушения.
то же самое происхоит если взять пруток стали не 10 мм длинной а 50, то и энергии на его разрыв нужно вдвое меньше, при том, что усилие разрыва то же.

но путай усилие разрыва и работу разрыва.

Добавлено через 14 минут

Сообщение от hecs

Как он может не сопротивляться если...
...Ты точно ничего не путаешь? По-моему всё ровно наоборот.

Нет, не путаю - в этом суть гироскопа, что момент он обращает в угловую скорость, а угловую скорость в момент (но в перпендикулярной плоскости)

1-й вариант - веревки нет, и гироскоп волен прецессировать под воздействием внешнего момента -
в этом случае ротор сопротивляется и в идеале его ничто не сможет сдвинуть.
даже сверхчудовищный внешний момент, помноженный на нуль перемещения платформы дает нулевую работу
при этом прецессия гироскопа с какой бы скоростью не осуществлялось, помноженное на нуль момента на гироскопе дает также нулевую работу.

2-й вариант веревка натянута с конкретным усилием (усилие не меняется) раз усилие на веревке не меняется, значит нет перемещения любая произвольная сила, помноженная на нуль перемещения дает нуль работы
при этом для существования той силы на веревке - платформу кто-то должен поворачивать с постоянной скоростью, но момента там не будет.

3-й вариант веревка натягивается из состояния минимального натяга до состояния максимального натяга
в этом случае на веревке есть и сила и перемещение (берем интеграл и получаем работу). эта работа расходуется на увеличение потенциальной энергии растяжения веревки.
при этом платформу кто то должен вертеть да еще и с усилием (произведение угловой скорости на момент будет наша работа, которую мы должны совершить)

Добавлено через 3 минуты

Сообщение от hecs

Он не сопротивляется пока слабина не выбрана или верёвки нет вообще, как только мы ограничим возможность гироскопа совмещать ось собственного вращения с осью вращения от внешней силы, тут то он сопротивляться и начнёт и ровно на столько, на сколько мы ограничиваем его свободу.

Возьми болгарку, включи на максимум и крепко держа в руках резко поверни в плоскости, перпендикулярной плоскости вращения и ты почувствуешь, что он стремится вывернуться в бок и при этом не сопротивляется попытке повернуть его.
потом расслабь руки и проделай тот же фокус.

Добавлено через 2 минуты

Сообщение от hecs

А маховик как держал вес, так и будет его держать.

Вот, возможно и квинтэссенция твоего непонимания. ограничишь движение хвоста и маховик тут же тяпнется на землю. Хау.

[hecs]

Сообщение от petruha256

Вот, возможно и квинтэссенция твоего непонимания. ограничишь движение хвоста и маховик тут же тяпнется на землю.

Я должен это увидеть, голова отказывается это принимать

[Сергей]

Сообщение от petruha256

ограничишь движение хвоста и маховик тут же тяпнется на землю.

hecs, а я кажется врубался.
Вон тот первый ролик:
Маховик стоит система уравновешена.
Но если ты переместишь груз вперёд, маховик перетянет и сильно.
Там не на малое расстояние перемещали груз.
А вот когда он вертится и перемещается прецессией по кругу,
то независимо от того где груз, балка горизонтальна.
Мне тоже что то кажется, что если остановить перемещение по кругу, то даже вращающийся гироскоп перетянет груз.
Ну или груз его, смотря где он находится.

[petruha256]

Гляди с 7.00

[Сергей]

А я уже приготовился вот это показать

[hecs]

Аффигеть... Но тогда получается, что чем больше хвост, т.е. чем больше он сопротивляется прецессии тем меньшее влияние оказывает гироскопический эффект. Но хвост большой, стоит по ветру и не прецессирует, а винт не всплывает, шо за фигня ?

[petruha256]

по ветру ли стоит? винт, начиная всплывать может вывести хвост боком на ветер и вместе с этим вывести винт из под ветра. Это так... предположеньицце.
Надо схему моментов нарисовать, чтобы понять что куда крутитсяч-поворачивается и где какой момент возникает. но сейчас мозги не соображают.

[petruha256]

Думал-думал и придумал. Гироскопический эффект не может препятствовать всплытию - он лишь замедляет скорость всплытия и это замедление тем больше, чем податливее система руления.

без расчетов на вскидку замедление не больше, чем на секунду-две.

Я думаю, что дело в конструкции (эффект автомобильной двери, кто пытался научить жену открывать дверь авто, не отрывая с корнем ручку - тот в курсе о чем я).
Где-то подклинивает при чрезмерном росте силы лобового давления
гироскопический эффект дает небольшую задержку всплытия, этой задержки хватает, чтобы при порыве ветра винт ускорился и возросла сила лобового давления.

[BenGunn]

Ох, пытался я как-то разобраться с гироскопами, но так до конца их и не понял. Надо делать модельку и смотреть на практике, сразу понятней станет.
Пока у меня такое понимание.
1) Если гироскоп может свободно вращаться в плоскости прецессии, то он начинает в ней вращаться (опыт с гирькой).
2) Если гироскоп не может вращаться в плоскости прецессии, то он просто падает (опыт с палочкой). Это случай когда у нас защита за счет складывания хвоста.
3) Если гироскоп может вращаться в плоскости прецессии, но при сдвиге появляется сила, которая возвращает его обратно (случай с хвостом).
Мне кажется тут происходит так.
1. Винт пытается всплыть и за счет прецессии ветряк начинает поворачиваться.
2. При повороте ветряка на хвост начинает действовать сила, которая пытается вернуть ветряк на ветер. При отклонении на определенный угол момент создаваемый хвостом становится больше момента создаваемого прецессией и ветряк начинает поворачивать в обратную сторону.
3. У нас изменились плоскости. Теперь винт поворачивается в горизонтальной плоскости, а прецессия происходит в вертикальной. Так как в горизонтальной плоскости винт поворачивается в противоположную сторону, то прецессия действует против всплытия, опуская винт.
4. Ветряк становится по ветру. Момент от хвоста становится меньше, момента создаваемого прецессией и ветряк снова начинает всплывать.

Процесс повторяется по новой. В итоге получается колебательное движение, но так как амплитуда его мала, то кажется, что винт стоит на месте.

Случай, когда винт не успел раскрутится. Момент от прецессии будет мал, по сравнению с моментом от хвоста и у нас получается случай, когда гироскоп не может двигаться в плоскости прецессии, поэтому винт нормально всплывает.

Случай с модельками (винт всплывает, но ветроголовка заметно поворачивается в сторону) - обратный. Момент создаваемый хвостом меньше чем момент от прецессии и он не может помещать всплытию.

ПС Я могу быть не прав.