>ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับแบบจำลองการคำนวณ
เมื่อเราเจาะลึกพารามิเตอร์ของรถกระเช้าแบบกรรไกร เราก็จะพบกับแบบจำลองการคำนวณที่เกี่ยวข้องอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ โมเดลเหล่านี้ไม่เพียงแต่ช่วยให้เข้าใจหลักการทำงานของลิฟต์เท่านั้น แต่ยังให้คำแนะนำในการออกแบบที่จำเป็นอีกด้วย เพื่อให้มั่นใจว่าศักยภาพในการทำงานของลิฟต์จะบรรลุผลอย่างเต็มที่
เมื่อคำนวณแรงที่กระทำต่อกระบอกไฮดรอลิก การยกแบบกรรไกรสามารถลดความซับซ้อนให้เป็นโครงสร้างการเชื่อมโยงตัวถังที่แข็งแรง- โดยมีอิสระระดับเดียวเพื่อช่วยในการวิเคราะห์ ลิงค์ AB แสดงถึงตำแหน่งของกระบอกไฮดรอลิก ซึ่งในตัวเองสามารถจำลองเป็น "องค์ประกอบกำลังสอง-"- ซึ่งเป็นองค์ประกอบโครงสร้างที่ขึ้นอยู่กับแรงตามแนวแกนเท่านั้น เมื่อกระบอกสูบอยู่ในสถานะคงที่ โครงสร้างการเชื่อมโยงจะถือเป็นโครงสร้างที่กำหนดแบบคงที่ตามหลักการของกลศาสตร์โครงสร้าง ด้วยเหตุนี้ แรงที่กระทำต่อกระบอกสูบจึงสามารถกำหนดได้โดยการแก้สมการสมดุลที่เกี่ยวข้อง
>วิธีการต่อข้อต่อและการนำไปใช้
วิธีการต่อข้อต่อเป็นเทคนิคการวิเคราะห์ขั้นพื้นฐานในวิชากลศาสตร์ ในบริบทของโครงสร้างระนาบ สามารถกำหนดสมการสมดุลสามสมการสำหรับแต่ละข้อต่อ ซึ่งสอดคล้องกับสมดุลของแรงในทิศทาง X และ Y รวมถึงสมดุลโมเมนต์ อย่างไรก็ตาม เมื่อจำนวนข้อต่อเพิ่มขึ้น ความซับซ้อนของการวิเคราะห์ก็จะเพิ่มขึ้นตามไปด้วย อย่างไรก็ตาม ในกรณีเฉพาะนี้-ด้วยสถาปัตยกรรมโครงสร้างที่ค่อนข้างเรียบง่าย- เราสามารถใช้วิธีต่อเพื่อกำหนดแรงที่กระทำต่อกระบอกไฮดรอลิกโดยใช้สมการเดียว
ด้วยเหตุนี้ แถบแนวนอนจึงรับน้ำหนักในแนวตั้งเท่านั้น และไม่มีการรับน้ำหนักในแนวนอน สมมติว่าโหลดกระทำอย่างแม่นยำที่จุดกึ่งกลางของแถบแนวนอน เราสามารถใช้ประโยชน์จากความสมมาตรของโครงสร้างเพื่ออนุมานได้ว่าแรงปฏิกิริยาแนวตั้งที่ปลายทั้งสองด้านของแท่งจะเท่ากับครึ่งหนึ่งของน้ำหนักบรรทุกทั้งหมด-โดยเฉพาะ F=(1/2) * mg โดยที่ *m* หมายถึงมวลของโหลด และ *g* หมายถึงความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วง จากแบบจำลองที่เรียบง่ายนี้ เราสามารถกำหนดแรงที่กระทำต่อกระบอกไฮดรอลิกได้ง่ายขึ้น
ให้ *Fx* แทนแรงที่กระทำโดยกระบอกไฮดรอลิก ตามหลักการของสมดุลของแรง เราสามารถกำหนดได้ว่าแรงปฏิกิริยาสนับสนุนเท่ากับ *Fx*-นั่นคือ ปฏิกิริยาสนับสนุน=*F* ต่อไป เราจะเจาะลึกขั้นตอนการคำนวณแรงของกระบอกสูบเพิ่มเติม เนื่องจากจุด O-จุดหมุนตรงกลางของกลไกการยกขากรรไกร-ทำหน้าที่เป็นแกนของการหมุน จึงไม่สามารถส่งโมเมนต์การโก่งตัวระหว่างแขนกรรไกรทั้งสองที่จุดเฉพาะนี้ได้ ดังนั้นเราจึงได้รับความสัมพันธ์ดังต่อไปนี้:
จากนี้เราสามารถหาสูตรคำนวณแรงที่กระทำโดยกระบอกไฮดรอลิกได้:
เมื่อพิจารณาว่า F=(1/2) * mg สูตรนี้ยังสามารถแสดงในรูปแบบต่อไปนี้:
......(2)
ในนิพจน์นี้ |OC| แสดงถึงระยะตั้งฉากจากจุด O ถึงส่วนของเส้นตรง AC ต่อไป เราจะมาดูวิธีการกำหนดค่าของ |OC|
ด้วยการสร้างระบบพิกัดดังแสดงในรูปที่ (5)-และตั้งค่าพิกัด Z-ให้เป็นศูนย์- เราสามารถคำนวณพิกัดเฉพาะสำหรับจุด O, A และ B ได้ พิกัดเหล่านี้สามารถแสดงเป็นเวกเตอร์คอลัมน์ ซึ่งสอดคล้องกับแกน X, Y และ Z ตามลำดับ จากหลักการของเรขาคณิตวิเคราะห์เชิงพื้นที่จากคณิตศาสตร์ขั้นสูง เราสามารถได้รับสิ่งต่อไปนี้: การใช้พิกัดจุดที่กำหนดในสมการ (3) ทำให้เราสามารถดำเนินการรับความสัมพันธ์เพิ่มเติมต่อไปได้ ด้วยการแทนที่พิกัดที่ได้รับจากสมการ (3) ลงในสมการ (2) ในที่สุดเราก็สามารถหานิพจน์เชิงฟังก์ชันสำหรับแรงที่กระทำโดยกระบอกไฮดรอลิกได้ในที่สุด เพื่อให้ได้ผลลัพธ์เชิงตัวเลขเฉพาะ เราต้องเลือกค่าพารามิเตอร์ที่เหมาะสมและแทนที่ค่าเหล่านั้นลงในสมการสำหรับการคำนวณ
>วิธีพลังงาน
วิธีพลังงานเป็นอีกทางเลือกหนึ่งในการกำหนดแรงที่กระทำต่อกระบอกไฮดรอลิก ด้วยการบูรณาการหลักการของเรขาคณิตเชิงวิเคราะห์เชิงพื้นที่จากคณิตศาสตร์ขั้นสูง เราจึงสามารถหานิพจน์เชิงฟังก์ชันสำหรับแรงทรงกระบอกได้อย่างง่ายดาย นอกจากนี้ ด้วยความช่วยเหลือของซอฟต์แวร์ทางคณิตศาสตร์ เราจึงสามารถดำเนินการเพิ่มประสิทธิภาพพารามิเตอร์หลาย- เพื่อระบุตำแหน่งการติดตั้งที่เหมาะสมที่สุดได้อย่างรวดเร็ว ซึ่งจะช่วยลดแรงที่กระทำต่อกระบอกไฮดรอลิกภายใต้สภาวะการทำงานเฉพาะ วิธีการคำนวณนี้ให้ข้อดีและประสิทธิภาพที่สำคัญในด้านการออกแบบทางวิศวกรรม ด้วยการใช้วิธีการต่อข้อต่อจากกลศาสตร์โครงสร้าง เราจึงได้ฟังก์ชันแรงแบบง่ายสำหรับการยกแบบขากรรไกรได้สำเร็จ ที่น่าสังเกตคือ ตำแหน่งเฉพาะของกระบอกไฮดรอลิกในกรณีนี้ทำให้การคำนวณแรงค่อนข้างตรงไปตรงมา อย่างไรก็ตาม ในการออกแบบทางวิศวกรรมจริง การติดตั้งกระบอกไฮดรอลิกขึ้นอยู่กับปัจจัยที่ซับซ้อนหลายประการ ซึ่งทำให้การประยุกต์ใช้วิธีข้อต่อ-โดยเฉพาะในการแก้ระบบสมการหลายตัวแปร-มีความท้าทายในเชิงเปรียบเทียบ
