우리는 접는 우산 공장 , 여기 우산의 역학에 대한 간략한 소개가 있습니다.

우산의 구조는 단순해 보이지만 사실은 기발한 기계적 원리를 담고 있다. 구체적인 분석은 다음과 같다.

우산은 손잡이를 중심으로 방사형 대칭 구조를 가지고 있습니다. 그림 2와 같이 한 쌍의 갈비뼈를 따라 우산의 세로 단면을 그립니다. 그림에서 문자로 표시된 점은 경첩으로 연결됩니다. 우산 표면, 리브 및 스프링의 등가 총 중량을 G라고 가정하면 우산에 n개의 리브가 있는 경우 각 리브에 가해지는 압력은 그림의 M 및 N 지점에 무게 G를 매다는 것과 같습니다. /n 무거운 물체.

해석을 용이하게 하기 위하여 위의 그림을 Figure 3과 같이 좀 더 단순화하였다. A점과 B점으로 가정하중을 이동시켜 우산살의 횡방향응력을 고려하지 않고 우산살의 종방향력만 고려하도록 한다. 우산 갈비.

점 M에 추 G/n을 매달아 놓는 것은 점 A에 추 G'/n을 매달아 놓는 것과 같습니다. 이 변화는 스프링 힘과 같습니다. 이때 스프링은 압축된 상태이며 탄성력은 F로 설정한다. F는 C점과 D점 모두에 작용하며 그 방향은 Figure 3과 같다. C점에서 rib CA와 CB의 방향, F3과 F4의 두 힘이 D점에서 rib AD와 BD의 방향을 따라 분해된다.

α > β이므로 F1 > F3입니다.

F1과 F3은 리브 CA와 DA를 따라 A지점으로 전송되고, F2와 F4는 리브 CB와 DB를 따라 B지점으로 전송된다. A지점의 힘해석을 먼저 하고 A지점의 힘을 Figure 4에 나타내었다. (그림에서 F0는 OA 세그먼트 리브가 A지점으로 당기는 힘이다.

A점에서의 4개의 힘은 각각 수평 및 수직 방향을 따라 직각으로 분해됩니다. (좌측 수평 방향을 양의 방향, 위의 수직 방향을 양의 방향으로 가정한다.)

우산을 펼치기 위해서는 점 A가 왼쪽 위로 이동해야 하므로 점 A의 수평 및 수직 힘이 0보다 커야 합니다.

B 지점의 힘 분석은 A 지점과 동일합니다.

우산을 여는 과정에서 스프링이 점차 늘어나면서 두 지점 C와 D가 우산 손잡이를 따라 위쪽으로 이동하고 우산살 AC와 BC가 수직에서 수평으로 변화한다.

스프링 길이의 변동 범위, 초기(AD-AC), 최종적으로:

따라서 스프링은 신축량 S가 있어야 하고 완고계수가 충분히 커야 합니다.

이론적으로 우산을 접은 후 갈비뼈는 모두 수직이고 α, β, γ는 모두 0이다. 이때 F는 우산이 아무리 커도 펼칠 수 없다. 사실 우산이 닫혀 있어도 손잡이 OD에 두 지점 A와 B가 완전히 떨어질 수 없기 때문에 우산살이 완전히 수직이 될 수는 없습니다. F의 초기값이 충분히 크면 우산을 펼칠 수 있습니다.

위의 분석에서 볼 수 있듯이 우산살과 스프링으로 구성된 특수한 구조가 부트스트랩을 위한 스프링과 우산을 여는 열쇠라는 것을 알 수 있습니다. 리브와 우산 표면은 스프링에 압력을 가하지만 스프링을 지지하기도 합니다. 스프링의 탄성이 충분히 크면 스스로 들어 올려 우산을 펼칠 수 있습니다.

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