Calcolo della coppia per diversi punti di attacco


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Ho una domanda piuttosto semplice, ma mi piacerebbe essere sicuro di ciò che penso.

Ho una configurazione come quella nella figura. Ho due motori in grado di generare due forze $ F_1 $ e $ F_2 $ perpendicolare al piano del disegno (che esce dal piano del disegno). La scatola nera è un corpo di massa rigido $ M $ che ha il centro di gravità (CoG) nel mezzo (il cerchio bianco). Possiamo pensare a due forze provenienti da due eliche come su un quadravale UAV o un elicottero.

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La mia domanda è: per quanto riguarda $ F_1 $ , poiché il braccio corrispondente è allineato con uno degli assi di simmetria del corpo (in particolare y), se sarà attivato contribuirà in termini di coppia solo a una rotazione $ \ Phi $ rispetto all'asse x e quindi l'accelerazione attorno all'asse x avrà questa forma:

$ I_x \ ddot {\ phi} = ... + L \ cdot F_1 $

dove $ I_x $ è il momento di inerzia rispetto al $ X $ asse.

Invece, se attivo il motore 2, corrispondente alla forza $ F_2 $ , poiché è spostato dagli assi di simmetria, ma è ancora parallelo a uno di essi, dovrei avere:

$ I_x \ ddot {\ phi} = ... + L \ cdot F_2 - \ underbrace {f (I_y, d_2, a, mg)} _ {M_d} $

dove $ I_y $ è il momento di inerzia rispetto al $ Y $ asse, $ M $ la massa totale del corpo rigido e $ G $ l'accelerazione dovuta alla gravità. Il termine $ M_d $ dovrebbe tenere conto della coppia proveniente dal motore e della controcoppia derivante dal fatto che il punto di attacco non è allineato con il $ Y $ asse. Mi piacerebbe sapere come scrivere l'espressione di $ F (\ cdot) $ che dovrebbe essere abbastanza facile da fare.

Grazie per l'aiuto!

Risposte:


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Dovresti calcolare $ \ I_ {xy} \ per \ the \ angle \ \ alpha $

Quindi è possibile applicare la coppia $ F2 * (d2 ^ 2 + L ^ 2) ^ {1/2} $ , che è F2 che lavora attorno al nuovo asse per $ I_ {xy} $

Un modo semplice per calcolare $ I_ {xy} \ $ è costruendo il cerchio di Mohr.

Sull'asse x traccia il cerchio al centro di:

$ Ix - (Ix - Iy) / 2 \ and \ radius \ of: \ (Ix- Iy) / 2 $

Quindi disegna un angolo uguale a $ 2 * \ alpha \ $ in senso antiorario da Iy sull'asse x del cerchio di Mohr e traccia il diametro continuando questo angolo per intersecare l'altro lato del cerchio. Le proiezioni di questi due punti sull'asse ye sull'asse x sono le tue novità $ I_ {xy} $ .


Grazie mille per la risposta! Penso che tu abbia un errore di battitura (andradiuso) nell'ultima formula. Potresti controllare?
kalmanIsAGameChanger

@kalmanIsAGameChanger, sì, in realtà c'è un refuso ma non dove pensi. fondamentalmente nel tuo caso Ix è & gt; Iy e la seconda parte è corretta, ma la prima parte dovrebbe essere corretta cambiando il segno + in negativo. Fondamentalmente il cerchio di Mohr è un cerchio con il diametro del massimo I - min I e qualsiasi altro angolo che posso essere determinato costruendo l'angolo centrale di 2 * alfa.
kamran
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