|
Читайте также: |
Инженеры использую структурный анализ для того, чтобы предсказать прочность и устойчивость телескопов. Мы познакомим вас с некоторыми терминами, используемыми в структурном анализе — ничего заумного, просто основы. Даже на чисто интуитивном уровне можно многое понять. Хорошо, давайте начнем разработку словаря терминов, которые мы используем для того, чтобы говорить о материалах и структурах телескопа.
Масса это количество материала в теле. Поскольку мы живем на поверхности планеты, то в обычной жизни говорим о весе объекта и его массе так, словно это одно и тоже. Строго говоря, это не так: масса это фундаментальное свойство материи, тогда как вес это гравитационное притяжение между материей и землей. Если вы возьмете ваш телескоп на луну, то масса его останется той же самой, а вес изменится из-за лунной гравитации.
Интуитивно, вы уже знаете, что сила это, когда вы толкаете что-то с силой и оно начинает двигаться или более точно, ускоряться. Когда вы опускаете дорогой окуляр, то он ускоряется по направлению к земле. Вес окуляра это сила между окуляром и землей. Так как инженеры строят разные структуры на земле, то употребляют термины вес и масса подразумевая одно и доже, хотя они знают, что технически масса и вес различны.
Инженеры используют упрощенные структуры для моделирования реального мира. Среди простейших структур находится луч. Возьмите метловище, деревянный брусок 2 х 4, стальную балку и протяните спагетти между двумя выбранными предметами и получите нечто, что инженеры называют лучом. Инженер упрощает сложный реальный объект до луча, обладающего некими механическими свойствами и вычисляет реакцию.
Если вы сделаете луч достаточно широким, то он станет плоскостью. В инженерных терминах лист фанеры является плоскостью. Более сложная деталь получится, если вы скрепите пучок лучей между собой наподобие старомодной железной дороги и тогда вы получите каркас, и снова, инженерное упростили связку для того, чтобы предсказать поведение подобной структуры. Мы вернемся к этим «общим» структурам позже, а сейчас рассмотрим некоторые важные действия, которым в вашем телескопе подвергаются такие структуры, как лучи, плоскости и связки.
Нагрузка это общая сила, которую структура должна выдерживать. Трубы каркаса на вашем телескопе выдерживают нагрузку равную весу трубы в сборке. Высотные держатели выдерживают нагрузку равную весу оптической трубы. Даже главное зеркало выдерживает нагрузку: своего собственного веса. Когда вы двигаете телескоп, качающаяся коробка боковые плоскости выдерживают динамическую нагрузку. Инженеры иногда думают о нагрузке, как о сумках, полных убитых птиц, подвешенных на невесомых структурах и это помогает понять как эти вещи работают. В США инженеры обычно измеряют нагрузку в фунтах.
Напряжение это инженерный термин, помогающий нам вычислить, какая структура откликается на нагрузку. Напряжение это сила на единицу площади. Вы можете думать о нагрузке, как произведении напряжения и площади поперечного сечения структуры. Допустим, вы положили вес в 500 фунтов на верх мраморной колонны в 5 дюймов толщиной и 10 дюймов глубиной. Площадь поперечного сечения 50 квадратных дюймов, поэтому напряжение на мраморную колонну будет составлять 10 фунтов на каждый квадратный дюйм. Материал в большом луче тяжело нагруженном и маленьком луче с легкой нагрузкой может подвергаться одному и тому же напряжению.
Деформация это реакция на нагрузку, такую как, изгиб, сдавливание, растяжение. Деформацию также называют натяжением, которое путает в обычной речи, так как напряжение и натяжение имеют во многом сходное значение. Поэтому запомните, когда вы напряжены (снаружи) вы чувствуете натяжение (внутренне). Напряжение происходит от нагрузки, а натяжение под действием деформации, которая часто выражается в футах или дюймах.
Натяжение это нагрузка, которая вытягивает материал в сторону. Когда материалы подвергаются натяжению, они вытягиваются. Если вас это путает, то запомните маленькое мнемоническое правило: «когда вы чувствуете натяжение, то смотрите на это так, словно вы вытягиваетесь и становитесь тоньше».
Сдавливание это противоположное явление, когда материал спрессовывается. Полезно думать о напряжении как о комбинации натяжения и сдавливания. Когда вы сгибаете прут или луч, например, то сторона, изогнутая наружу находится под натяжением, а внутренняя сторона под сдавливанием. Для того, чтобы точно запомнить все это, запомните следующее «Людей не удивляет, когда от стресса вас выгибает!»
Дата добавления: 2015-11-14; просмотров: 90 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
| Подготовка к работе. | | | Момент инерции. |