Design och tillverkning av en böjning-aktiva Pavilion (2 / 8 steg)
Steg 2: Modellvalidering
Detta synsätt har potential att användas till en frihandsfigur, dikteras design begränsningar endast av de mekaniska egenskaperna av det material du använder för att bygga lappa. Det är viktigt att komma ihåg att material kan gå sönder om överbelastas, vilket är något vi definitivt vill undvika under designprocessen. En bra tumregel att kontrollera om böjning av bitar överstiger deras strukturella kapacitet är kondenseras i följande formler:
M = E * jag * kappa, där M är det böjande ögonblicket i remsan, E är materialets elasticitetsmodul, jag andra tröghetsmoment av remsan och kappa krökning.
Om vi vet nu kan vi enkelt beräkna stress genom följande förhållande:
Sigma = M/W, där sigma är den maximala stressen i övre eller nedre fibrerna av remsan och W är bh ^2 /6 för en rektangulär sektion som i vårt fall, där b är längd och h höjden av avsnittet.
Dessa formler gäller stress på grund av den böjande åtgärden krökningsradien. Du måste se till att stress sigma i områden med den snävaste krökningen inte överstiger den ultimata styrkan hos materialet. I mitt fall använde jag ett 3 mm (1/8") björkplywood för att kunna uppnå en mycket snäv radie, som plywood är ett mycket flexibelt material och det tål stora deformationer innan. Från modellen är det tydligt att området högsta krökningsradien är där övergången mellan positiva och negativa krökning som händer, som motsvarar till en radie på 0.17 m. bryta ner beräkningen:
E = 6800 N/mm ^ 2
Jag = (400 mm x (3 mm) ^ 3) / 12 = 900 mm ^ 4
kappa = 5.56 1/m
M = 6800 N/mm ^ 2 * 900 mm ^ 4 * 0.00556 1/mm = 34000 N * mm
Nu kan vi beräkna stressen från böjande åtgärden sker i det kritiska området:
Sigma = 34000 N * mm / 600 mm ^ 3 = 57 N/mm ^ 2
Med tanke på att 3mm plywood ark Böjande styrka är ungefär 60 N/mm ^ 2 (Källa), vi är under det maximalt utnyttjandet av materialet. Det är en lättnad! Att ha godkänd vår ursprungliga design, kan vi nu gå vidare till nästa steg.