Wir sind ein Faltschirmfabrik Hier finden Sie eine kurze Einführung in die Mechanik von Regenschirmen.

Die Schirmstruktur mag einfach erscheinen, tatsächlich enthält sie jedoch ausgeklügelte mechanische Prinzipien. Die spezifische Analyse ist wie folgt.

Der Schirm hat eine radialsymmetrische Struktur um den Griff herum. Wir zeichnen einen Längsschnitt des Schirms entlang eines Rippenpaares, wie in Abbildung 2 dargestellt. Die in der Abbildung mit Buchstaben markierten Punkte sind durch Scharniere verbunden. Unter der Annahme, dass das äquivalente Gesamtgewicht der Schirmoberfläche, der Rippe und der Feder G beträgt, entspricht der Druck auf jede Rippe bei einem Schirm mit n Rippen dem Aufhängen eines Gewichts von G an den Punkten M und N in der Abbildung. /n schwere Gegenstände.

Um die Analyse zu erleichtern, wird die obige Abbildung weiter vereinfacht, wie in Abbildung 3 dargestellt. Verschieben Sie das angenommene Gewicht auf die Punkte A und B, sodass nur die Längskraft der Schirmrippe berücksichtigt werden kann, ohne die Querspannung der zu berücksichtigen Schirmrippe.

Das Aufhängen eines Gewichts von G/n am Punkt M entspricht dem Aufhängen eines Gewichts von G'/n am Punkt A. Diese Änderung entspricht der Federkraft. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich die Feder in einem komprimierten Zustand und die elastische Kraft wird als F eingestellt. F wirkt auf beide Punkte C und D, und die Richtungen sind in Abbildung 3 dargestellt. F wird entlang der in zwei Kräfte F1 und F2 zerlegt Richtung der Rippe CA und CB am Punkt C, und zwei Kräfte F3 und F4 werden entlang der Richtung der Rippe AD und BD am Punkt D zerlegt.

Da α > β, ist F1 > F3.

F1 und F3 werden entlang der Rippen CA und DA an Punkt A übertragen, und F2 und F4 werden entlang der Rippen CB und DB an Punkt B übertragen. Zuerst wird die Kraftanalyse von Punkt A durchgeführt, und die Kraft von Punkt A ist in Abbildung 4 dargestellt. (In der Abbildung ist F0 die Zugkraft der OA-Segmentrippe zu Punkt A.)

Die vier Kräfte am Punkt A werden orthogonal in horizontaler bzw. vertikaler Richtung zerlegt. (Angenommen, die horizontale Richtung nach links ist die positive Richtung und die vertikale Richtung nach oben ist die positive Richtung.)

Um den Schirm zu öffnen, muss sich Punkt A nach links oben bewegen, daher müssen die horizontalen und vertikalen Kräfte von Punkt A größer als Null sein.

Die Kraftanalyse von Punkt B ist die gleiche wie die von Punkt A.

Beim Öffnen des Schirms dehnt sich die Feder allmählich aus, die beiden Punkte C und D bewegen sich entlang des Schirmgriffs nach oben und die Schirmrippen AC und BC wechseln von der Vertikalen in die Horizontale.

Der Variationsbereich der Federlänge, zunächst (AD-AC) und schließlich:

Daher ist es erforderlich, dass die Feder einen Ausdehnungs- und Kontraktionsbetrag S aufweist und ihr Sturheitskoeffizient groß genug ist.

Theoretisch sind nach dem Schließen des Regenschirms alle Rippen vertikal und α, β und γ sind alle 0. Zu diesem Zeitpunkt kann F den Regenschirm nicht öffnen, egal wie groß er ist. Obwohl der Schirm geschlossen ist, können die beiden Punkte A und B nicht vollständig auf den Außendurchmesser des Griffs fallen, sodass die Schirmrippe nicht vollständig vertikal sein kann. Solange der Anfangswert von F groß genug ist, kann der Regenschirm geöffnet werden.

Aus der obigen Analyse geht hervor, dass die spezielle Struktur aus Schirmrippe und Feder der Schlüssel zum Spannen der Feder und zum Öffnen des Schirms ist. Obwohl die Rippe und die Schirmoberfläche Druck auf die Feder ausüben, stützen sie die Feder auch. Solange die Elastizität der Feder groß genug ist, kann sie sich anheben und den Schirm öffnen.

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