Konsol - Cantilever

Uch turdagi konsolning sxematik tasviri. Yuqoridagi misolda to'liq momentli aloqa mavjud (masalan, bino yon tomoniga mahkamlangan gorizontal bayroq ustuniga o'xshash). O'rta misol oddiy qo'llab-quvvatlanadigan nurning kengaytmasi bilan yaratilgan (masalan, a sho'ng'in taxtasi langarga qo'yilgan va suzish havzasi bo'yida cho'zilgan). Quyidagi misol a qo'shib yaratiladi Robinning chegara sharti mohiyatan so'nggi taxtaga elastik kamon qo'shadigan nurli elementga. O'rta va pastki misol prujinali va nurli elementning samarali qattiqligiga qarab tizimli ravishda teng deb hisoblanishi mumkin

A konsol qattiq strukturaviy element gorizontal ravishda cho'zilgan va faqat bitta uchida qo'llab-quvvatlanadigan. Odatda u devor kabi tekis vertikal sirtdan uzayadi, unga mahkam yopishtirilgan bo'lishi kerak. Boshqa strukturaviy elementlar singari, konsol ham shakllanishi mumkin nur, plastinka, truss, yoki plita.

Qachon a tizimli yuk qo'llab-quvvatlanmaydigan uchida konsol yukni qo'llab-quvvatlaydigan joyga ko'taradi a kesish stressi va a egilish momenti.^[1]

Konsol konstruktsiyalari qo'shimcha qo'llab-quvvatlanmasdan ortiqcha tuzilmalarga imkon beradi.

Ko'priklarda, minoralarda va binolarda

Konsollar qurilishda keng tarqalgan, xususan konsol ko'priklari va balkonlar (qarang korbel ). Konsol ko'priklarida konsollar odatda juft bo'lib quriladi, har bir konsol markaziy qismning bir uchini ushlab turish uchun ishlatiladi. The To'rtinchi ko'prik yilda Shotlandiya konsolning namunasidir truss ko'prigi. An'anaviy ravishda konsol hoshiyali yog'och bino a deb nomlanadi iskala yoki forebay. Qo'shma Shtatlarning janubida tarixiy omborxona turi - bu konsolli ombor log qurilish.

Vaqtinchalik konsollar ko'pincha qurilishda ishlatiladi, qisman qurilgan konstruktsiya konsolni yaratadi, lekin tugallangan konstruktsiya konsol vazifasini o'tamaydi, bu vaqtincha qo'llab-quvvatlanganda juda foydalidir. soxta ish, inshootni qurish paytida uni qo'llab-quvvatlash uchun ishlatib bo'lmaydi (masalan, gavjum yo'l yoki daryo bo'ylab yoki chuqur vodiyda). truss kamari ko'priklari (qarang Navajo ko'prigi ) oraliqlari bir-biriga etib borguncha har ikki tomondan konsol sifatida quriladi va so'ngra qo'shilishdan oldin ularni siqib qo'yish uchun ajratib olinadi. simli ko'priklar konsollar yordamida qurilgan, chunki bu ularning asosiy afzalliklaridan biri.Ko'p quti to'siq ko'prigi qurilgan segmental ravishda Ushbu turdagi qurilish muvozanatli konsol konstruktsiyasiga yaxshi mos keladi, bu erda ko'prik ikkala yo'nalishda bitta tayanchdan quriladi.

Ushbu tuzilmalar katta ishonchga ega moment va ularning barqarorligi uchun aylanish muvozanati.

Me'moriy dasturda, Frenk Lloyd Rayt "s Fallingwater katta balkonlarni loyihalash uchun konsollardan foydalanilgan. East Stand at Elland yo'li Lidsdagi stadion qurib bo'lingandan so'ng, dunyodagi eng katta konsol stendiga aylandi^[2] 17000 tomoshabinga ega tom stendlar ustida qurilgan Old Trafford konsoldan foydalanadi, shunda hech qanday qo'llab-quvvatlovchilar maydon ko'rinishini to'sib qo'ymaydi. Eski (hozir buzilgan) Mayami stadioni Evropaning eng katta konsolli tomi joylashgan Sent-Jeyms parki yilda Nyukasl-Upon-Tayn, uy stadioni "Nyukasl Yunayted"^[3]^[4]

Konsollarning kamroq aniq misollari mustaqil (vertikal) radio minoralari holda yigit-simlar va bacalar, ularning bazasida konsol harakati bilan shamol uchib ketishiga qarshilik ko'rsatadigan.

The To'rtinchi ko'prik, konsol truss ko'prigi.
Bu beton ko'prik vaqtincha qurilish vaqtida ikkita muvozanatli konsol to'plami vazifasini bajaradi - keyinchalik qo'llab-quvvatlash uchun ajratilgan konsollar qolip.
Howrah ko'prigi yilda Hindiston, konsol ko'prigi.
Konsolli balkon Fallingwater uy, tomonidan Frenk Lloyd Rayt.
Konsolli temir yo'l pastki va panjara Kanton Viaduct
Qishloqda joylashgan konsolli ombor Tennessi
Konsol ombori Cades Cove
Angliyadagi ikki qavatli bino
O'yinda yuzaga keladigan konsol "Jenga "
Pusan kino markazi dunyodagi eng uzun konsolli tomi bilan Janubiy Koreyaning Pusan shahrida.
Konsol jabhasi Riverplace minorasi yilda Jeksonvill, Florida, tomonidan Uelton Beket va KBJ me'morlari
Bu rentgenogramma "ko'prik" stomatologik tiklanishining chap tomonida konsolli toj mavjud
Ronan-punkt: Markaziy shaftadan konsol bilan jihozlangan qavatlarning bir qismining strukturaviy buzilishi.

Samolyot

Kashshof Junkers J 1 1915 yildagi barcha metall monoplani, konsol qanotlari bilan uchadigan birinchi samolyot

Konsol odatda qanotlarida ishlatiladi qattiq qanotli samolyotlar. Dastlabki samolyotlar engil tuzilmalarga ega bo'lib, ular yordamida mustahkamlangan simlar va struts. Biroq, bu aerodinamik qarshilikni keltirib chiqardi, bu esa ishlashni chekladi. Og'irroq bo'lsa-da, konsol bu masaladan qochadi va samolyotning tezroq uchishiga imkon beradi.

Ugo Yunkers 1915 yilda konsol qanotiga kashshof bo'lgan. Faqat o'n yildan keyin Rayt birodarlar "dastlabki reyslarda, Junkers samolyot parvozidagi parvozni kamaytirish uchun deyarli barcha asosiy tashqi mustahkamlovchi a'zolarni yo'q qilishga intildi. Ushbu sa'y-harakatlarning natijasi Junkers J 1 1915 yil oxiridagi barcha metall monoplanning kashshofligi, boshidan boshlab butun metall konsol qanotlari panellari bilan ishlab chiqilgan. Junkers J 1 ning dastlabki muvaffaqiyatidan bir yil o'tgach, Reinhold Platz ning Fokker konsol qanoti bilan ham muvaffaqiyatga erishdi sesquiplane o'rniga yog'och materiallar bilan qurilgan, Fokker V.1.

de Havilland DH.88 kometasi G-ACSS, 1934 yilgi Buyuk havo poygasi g'olibi, o'zining konsol qanotini namoyish qilmoqda

Konsol qanotida bir yoki bir nechta kuchli nurlar chaqiriladi uchqunlar, qanot bo'ylab harakatlaning. Markaziy fyuzelyajga qattiq bog'langan uchi ildiz, eng uchi esa uchi sifatida tanilgan. Parvoz paytida qanotlar vertikal hosil qiladi ko'tarish shparlar esa bu yukni fyuzelyajga olib boradi.

Ikkala tortish yoki dvigatelning tortishishidan gorizontal kesish kuchlanishiga qarshi turish uchun qanot gorizontal tekislikda qattiq konsol hosil qilishi kerak. Bitta shpalli dizaynga, odatda, unga yaqinroq bo'lgan ikkinchi kichikroq tortish shpari o'rnatiladi orqadagi chekka, asosiy sparga qo'shimcha ichki a'zolar yoki stressli teri orqali bog'langan. Shuningdek, qanot asosiy tuzilmani o'zaro bog'lash yoki boshqa yo'l bilan mustahkamlash orqali erishiladigan burama kuchlarga qarshi turishi kerak.

Konsol qanotlari simli konstruktsiyada kerak bo'lgandan ko'ra ancha kuchli va og'irroq uchqunlarni talab qiladi. Biroq, samolyot tezligi oshgani sayin, mahkamlash kuchi keskin oshadi, qanot konstruktsiyasini, odatda, uchqunlarning kuchini va terining qalinligini oshirish orqali mustahkamlash kerak. Soatiga taxminan 200 milya tezlikda (320 km / soat) mahkamlash kuchi haddan tashqari ko'payadi va qanot ortiqcha vazn jarimasiz konsol yasashga qodir. 20-asrning 20-yillari oxiri va 1930-yillarning boshlarida dvigatel kuchining ko'payishi ushbu zona bo'ylab tezlikni oshirdi va 1930-yillarning oxiriga kelib konsol qanotlari deyarli almashtirildi.^[5] Yopiq kokpitlar, tortib olinadigan podshipnik, qo'nish qopqog'i va stresli terining konstruktsiyasi kabi boshqa o'zgarishlar dizayn inqilobini yanada rivojlantirdi, chunki bu muhim moment keng tarqalgan deb tan olindi MakRobertson Angliya-Avstraliya havo poygasi tomonidan qo'lga kiritilgan 1934 yil de Havilland DH.88 kometasi.^[6]

Hozirgi vaqtda konsol qanotlari deyarli universal bo'lib, faqat tezligi nisbatan engilroq ustunlikka ega bo'lgan ba'zi sekinroq samolyotlarda ishlatiladi, masalan, juda engil sinf.

Mikroelektromekanik tizimlarda

SEM ishlatilgan tasvir AFM konsol

Konsolli nurlar bu sohada eng keng tarqalgan tuzilmalardir mikroelektromekanik tizimlar (MEMS). MEMS konsolining dastlabki namunasi - Resonistor,^[7]^[8] elektromexanik monolitik rezonator. MEMS konsollari odatda ishlab chiqariladi kremniy (Si), kremniy nitridi (Si₃N₄), yoki polimerlar. Tayyorlash jarayoni odatda konsol konstruktsiyasini pastga tushirishni o'z ichiga oladi ozod qilish ko'pincha anizotropik nam yoki bilan quruq ishlov berish texnikasi. Konsol o'tkazgichlarisiz, atom kuchi mikroskopi Ko'plab tadqiqot guruhlari konsol massivlarini ishlab chiqishga harakat qilmoqda biosensorlar tibbiy diagnostika dasturlari uchun. MEMS konsollari dasturni ham topmoqdalar radio chastotasi filtrlar va rezonatorlar.MEMS konsollari odatda quyidagicha tayyorlanadi unimorflar yoki bimorflar.

Ikki tenglama MEMS konsollarining xatti-harakatlarini tushunishning kalitidir. Birinchisi Stoni formulasi, bu konsolning oxiri bilan bog'liq burilish applied qo'llaniladigan stressga σ:

{ displaystyle delta = { frac {3 sigma chap (1- nu o'ng)} {E}} { frac {L ^ {2}} {t ^ {2}}}}

qayerda ${ displaystyle nu}$ bu Puassonning nisbati, ${ displaystyle E}$ bu Yosh moduli, ${ displaystyle L}$ nurning uzunligi va ${ displaystyle t}$ konsol qalinligi. DC bilan bog'langan datchiklarda ishlatiladigan konsol nurlarining statik burilishidagi o'zgarishlarni o'lchash uchun juda sezgir optik va sig'imli usullar ishlab chiqilgan.

Ikkinchisi konsol bilan bog'liq formuladir bahor doimiysi ${ displaystyle k}$ konsol o'lchovlari va moddiy konstantalarga:

{ displaystyle k = { frac {F} { delta}} = { frac {Ewt ^ {3}} {4L ^ {3}}}}

qayerda ${ displaystyle F}$ kuch va ${ displaystyle w}$ konsol kengligi. Bahor konstantasi konsol rezonans chastotasi bilan bog'liq ${ displaystyle omega _ {0}}$ odatdagidek harmonik osilator formula ${ displaystyle omega _ {0} = { sqrt {k / m _ { text {ekvivalenti}}}}}$ . Konsolga qo'llaniladigan kuchning o'zgarishi rezonans chastotasini o'zgartirishi mumkin, chastota siljishini yordamida aniq aniqlik bilan o'lchash mumkin. heterodin texnikasi va konnektorli datchiklarning asosidir.

MEMS konsollarining asosiy afzalligi ularning arzonligi va katta massivlarda ishlab chiqarish qulayligi bo'lib, ularni amalda qo'llash qiyinligi konsolning ishlash ko'rsatkichlarining o'lchamlari bo'yicha kvadrat va kubik bog'liqligidadir. Ushbu o'ta chiziqli bog'liqliklar shuni anglatadiki, konsollar jarayon parametrlarining o'zgarishiga, xususan qalinligi uchun juda sezgir, chunki odatda uni aniq o'lchash qiyin.^[9] Shu bilan birga, mikrokantilver qalinligini aniq o'lchash mumkinligi va bu o'zgarishni miqdoriy aniqlash mumkinligi ko'rsatilgan.^[10] Nazorat qilish qoldiq stress ham qiyin bo'lishi mumkin.

Rezonansdagi MEMS konsol^[11]

Kimyoviy sensorli dasturlar

A kimyoviy datchik tanib olish retseptorlari qatlamini mikrokantilver nurining yuqori tomoniga yopish orqali olish mumkin.^[12] Oddiy dastur - bu an-ga asoslangan immunosensor antikor ma'lum bir narsa bilan tanlab ta'sir o'tkazadigan qatlam immunogen namunadagi tarkib va uning mazmuni haqida hisobot beradi. Statik ish rejimida sensorning javobi mos yozuvlar mikrokantilveruvchisiga nisbatan nurning egilishi bilan ifodalanadi. Shu bilan bir qatorda mikrokantilver sensorlari dinamik rejimda ishlashi mumkin. Bunday holda, nur rezonans chastotasida tebranadi va bu parametrning o'zgarishi analitik. Yaqinda mikrokantilayverlar gözenekli bo'lib, ular uchun juda katta sirt maydonini yaratishga imkon beradi analitik bog'lanish uchun, analitik massaning qurilma massasiga nisbatini oshirish orqali sezgirlikni oshiradi.^[13] Konsolning burilishini hosil qiluvchi retseptorlarga yo'naltirilgan bog'lanish tufayli yuzaga keladigan mikrokantilverdagi sirtdagi stressni lazer interferometriyasi kabi optik usullar yordamida tahlil qilish mumkin. Zhao va boshq., Shuningdek, mikrokantilver yuzasida retseptorning biriktirilish protokolini o'zgartirib, mikrokontilverda hosil bo'lgan sirt kuchlanishi sensori signali sifatida qabul qilinganda sezgirlikni yanada yaxshilash mumkinligini ko'rsatdi.^[14]

Saqlash dasturlarida

Omborni saqlash

Konsol panjarasi - bu turi ombor vertikal ustun, taglik, qo'llar va gorizontal va / yoki o'zaro bog'lashdan iborat saqlash tizimi. Ushbu komponentlar rulonli va konstruktsion po'latdan yasalgan. Gorizontal va / yoki o'zaro bog'lash ikki yoki undan ortiq ustunlarni bir-biriga ulash uchun ishlatiladi. Ular odatda topilgan yog'och maydonchalari, yog'ochni qayta ishlash do'konlari va sanitariya-tesisat ta'minoti omborlari.

Portativ xotira

Katlamali konsol tray - bu bir vaqtning o'zida bir nechta qavatlardagi narsalarga qulay kirish uchun ochilishi mumkin bo'lgan bir qavatli tokchaning turi, tokchalar ixchamroq saqlash uchun ishlatilmaganda qulab tushishi mumkin. Ushbu xususiyatlar tufayli katlamali konsol tovoqlar ko'pincha ishlatiladi yilda Yuk va asbob qutilari.

Shuningdek qarang

Amaliy mexanika
Konsol velosiped tormozlari
Konsol velosiped ramkasi
Konsol kafedrasi
Konsol usuli
Konsolli zinapoyalar
Corbel kamari
Eyler-Bernulli nurlari nazariyasi
Sanoat tarozilari va tortish lug'ati
Grand Canyon Skywalk
Knudsen kuchi mikrokantilayverlar kontekstida
Ortodontiya
Statika

Adabiyotlar

^ Xol, Jorj A .; Jonson, Natan Klark (1920). "Strukturaviy nazariya elementlari - ta'riflar". Binolarni qurish bo'yicha qo'llanma (Google Books). jild 1 (1-nashr). Nyu York: McGraw-Hill. p. 2018-04-02 121 2. Olingan 2008-10-01. Konsol nurlari - bir uchi qattiq mahkamlangan, ikkinchisi esa bo'sh bo'lgan nur.
^ "GMI Construction" Lids Yunayted "futbol klubining Elland Road East Stend uchun 5,5 million funt sterlingni loyihalashtirish va qurish bo'yicha shartnomani yutib oldi". Qurilish yangiliklari. 1992 yil 6-fevral. Olingan 24 sentyabr 2012.
^ IStructE Strukturaviy muhandis 77-jild / № 21, 1999 yil 2-noyabr. Jeyms parki qayta rejalashtirish muammosi
^ Mimarlar jurnali Mavjud stadionlar: Sent-Jeyms parki, Nyukasl. 2005 yil 1-iyul
^ Stivens, Jeyms Xey; Samolyot shakli, Xatchinson, 1953. 78-bet. Ff.
^ Devy, MJ.B.; Aeronautics - "Havodan og'irroq" samolyotlar, I qism, Tarixiy tadqiqot, Qayta ko'rib chiqilgan nashr, Ilmiy muzey / HMSO, 1949 yil dekabr. 57-bet.
^ ELEKTROMEKANIK monolit rezonator, AQSh Pat. 3417249 - 1966 yil 29 aprelda topshirilgan
^ R.J. Wilfinger, P. H. Bardell va D. S. Chhabra: kremniy substratning mexanik rezonansidan foydalangan holda chastotali selektiv moslamaning rezistoridir, IBM J. 12, 113–118 (1968)
^ PM Kosaka, J. Tamayo, JJ Ruiz, S. Puertas, E. Polo, V. Grazu, JM de la Fuente va M. Calleja: Mikrokantilver biosensorlarida takrorlanuvchanlikka qarshi kurash: immunoreaksiyalarni sezgir va o'ziga xos so'nggi nuqtalarini aniqlash uchun statistik yondashuv. , Tahlilchi 138, 863–872 (2013)
^ A. R. Salmon, M. J. Capener, J. J. Baumberg va S. R. Elliott: Optik interferometriya bilan tez mikrokantilveruvchi qalinligini aniqlash, O'lchov fanlari va texnologiyalari 25, 015202 (2014)
^ P. C. Fletcher, Y. Xu, P. Gopinat, J. Uilyams, B. V. Alfenaar, R. D. Bredshu, R. S. Keynton, "Mikroto'lqinli massiv sezgirligini maksimal darajaga ko'tarish uchun piezoresistiv geometriya", IEEE Sensors, Lecce, Italiya, 2008 yil.
^ Bǎnicǎ, Florinel-Gabriel (2012). Kimyoviy sensorlar va biosensorlar: asoslari va qo'llanilishi. Chichester, Buyuk Britaniya: John Wiley & Sons. p. 576. ISBN 9781118354230.
^ Noys, Stiven G.; Vanflit, Richard R.; Kreygxed, Garold G.; Devis, Robert C. (1999-02-22). "Yuqori sirtli uglerod mikrokantillyatorlari". Nano o'lchovli avanslar. 1 (3): 1148–1154. doi:10.1039 / C8NA00101D. Olingan 2019-05-29.
^ Yue Zhao, Agnivo Gosai, Pranav Shrotriya: retseptorlari biriktirilishining malaxitli yashil aptamerdan foydalangan holda yorliqsiz mikrokantilveruvchi biosensor sezgirligiga ta'siri. https://doi.org/10.1016/j.snb.2019.126963

Inglis, Simon: Britaniyaning futbol asoslari. CollinsWillow, 1996. 206 bet.
Madou, Mark J (2002). Mikrofabrikaning asoslari. Teylor va Frensis. ISBN 0-8493-0826-7.
Rot, Leland M (1993). Arxitekturani tushunish: uning elementlari tarixi va ma'nosi. Oksford, Buyuk Britaniya: Westview Press. pp.23–4. ISBN 0-06-430158-3.
Sarid, Dror (1994). Ko'rish kuchlari mikroskopi. Oksford universiteti matbuoti. ISBN 0-19-509204-X.

[1] Xol, Jorj A .; Jonson, Natan Klark (1920). "Strukturaviy nazariya elementlari - ta'riflar". Binolarni qurish bo'yicha qo'llanma (Google Books). jild 1 (1-nashr). Nyu York: McGraw-Hill. p. 2018-04-02 121 2. Olingan 2008-10-01. Konsol nurlari - bir uchi qattiq mahkamlangan, ikkinchisi esa bo'sh bo'lgan nur.

[2] "GMI Construction" Lids Yunayted "futbol klubining Elland Road East Stend uchun 5,5 million funt sterlingni loyihalashtirish va qurish bo'yicha shartnomani yutib oldi". Qurilish yangiliklari. 1992 yil 6-fevral. Olingan 24 sentyabr 2012.

[IStructE-3] IStructE Strukturaviy muhandis 77-jild / № 21, 1999 yil 2-noyabr. Jeyms parki qayta rejalashtirish muammosi

[highbeamdotcom-4] Mimarlar jurnali Mavjud stadionlar: Sent-Jeyms parki, Nyukasl. 2005 yil 1-iyul

[5] Stivens, Jeyms Xey; Samolyot shakli, Xatchinson, 1953. 78-bet. Ff.

[6] Devy, MJ.B.; Aeronautics - "Havodan og'irroq" samolyotlar, I qism, Tarixiy tadqiqot, Qayta ko'rib chiqilgan nashr, Ilmiy muzey / HMSO, 1949 yil dekabr. 57-bet.

[7] ELEKTROMEKANIK monolit rezonator, AQSh Pat. 3417249 - 1966 yil 29 aprelda topshirilgan

[8] R.J. Wilfinger, P. H. Bardell va D. S. Chhabra: kremniy substratning mexanik rezonansidan foydalangan holda chastotali selektiv moslamaning rezistoridir, IBM J. 12, 113–118 (1968)

[9] PM Kosaka, J. Tamayo, JJ Ruiz, S. Puertas, E. Polo, V. Grazu, JM de la Fuente va M. Calleja: Mikrokantilver biosensorlarida takrorlanuvchanlikka qarshi kurash: immunoreaksiyalarni sezgir va o'ziga xos so'nggi nuqtalarini aniqlash uchun statistik yondashuv. , Tahlilchi 138, 863–872 (2013)

[10] A. R. Salmon, M. J. Capener, J. J. Baumberg va S. R. Elliott: Optik interferometriya bilan tez mikrokantilveruvchi qalinligini aniqlash, O'lchov fanlari va texnologiyalari 25, 015202 (2014)

[11] P. C. Fletcher, Y. Xu, P. Gopinat, J. Uilyams, B. V. Alfenaar, R. D. Bredshu, R. S. Keynton, "Mikroto'lqinli massiv sezgirligini maksimal darajaga ko'tarish uchun piezoresistiv geometriya", IEEE Sensors, Lecce, Italiya, 2008 yil.

[12] Bǎnicǎ, Florinel-Gabriel (2012). Kimyoviy sensorlar va biosensorlar: asoslari va qo'llanilishi. Chichester, Buyuk Britaniya: John Wiley & Sons. p. 576. ISBN 9781118354230.

[Noyce_Vanfleet_Craighead_Davis_1999_pp._1148–1154-13] Noys, Stiven G.; Vanflit, Richard R.; Kreygxed, Garold G.; Devis, Robert C. (1999-02-22). "Yuqori sirtli uglerod mikrokantillyatorlari". Nano o'lchovli avanslar. 1 (3): 1148–1154. doi:10.1039 / C8NA00101D. Olingan 2019-05-29.

[14] Yue Zhao, Agnivo Gosai, Pranav Shrotriya: retseptorlari biriktirilishining malaxitli yashil aptamerdan foydalangan holda yorliqsiz mikrokantilveruvchi biosensor sezgirligiga ta'siri. https://doi.org/10.1016/j.snb.2019.126963

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]