>Introduction aux modèles de calcul
Lorsque nous approfondissons les paramètres des plateformes élévatrices à ciseaux, nous rencontrons inévitablement leurs modèles de calcul associés. Ces modèles facilitent non seulement la compréhension des principes de fonctionnement de l'ascenseur, mais fournissent également des conseils de conception essentiels, garantissant que le potentiel de performance de l'ascenseur est pleinement exploité.
Lors du calcul des forces agissant sur le vérin hydraulique, l'élévateur à ciseaux peut être simplifié en une structure de liaison de corps -rigide avec un seul degré de liberté pour faciliter l'analyse. Le lien AB représente la position du vérin hydraulique, qui lui-même peut être modélisé comme un "deux-élément de force"-un élément structurel soumis uniquement aux forces axiales. Lorsque le cylindre est dans un état statique, la structure de liaison constitue une structure statiquement déterminée selon les principes de la mécanique des structures ; par conséquent, les forces agissant sur le cylindre peuvent être déterminées en résolvant les équations d'équilibre pertinentes.
>La méthode des joints et son application
La Méthode des Joints est une technique analytique fondamentale en mécanique. Dans le contexte des structures planaires, trois équations d'équilibre peuvent être formulées pour chaque assemblage, correspondant à l'équilibre des forces dans les directions X et Y, ainsi qu'à l'équilibre des moments. Cependant, à mesure que le nombre de joints augmente, la complexité de l’analyse augmente proportionnellement. Cependant, dans ce cas précis-étant donné l'architecture structurelle relativement simple-nous pouvons utiliser la méthode des joints pour déterminer les forces agissant sur le vérin hydraulique en utilisant une seule équation.
Par conséquent, la barre horizontale est soumise uniquement à des charges verticales et ne supporte aucune charge horizontale. En supposant que la charge agit précisément au milieu de la barre horizontale, nous pouvons tirer parti de la symétrie structurelle pour déduire que les forces de réaction verticales aux deux extrémités de la barre sont égales à la moitié de la charge totale-plus précisément, F=(1/2) * mg, où *m* représente la masse de la charge et *g* désigne l'accélération due à la gravité. À partir de ce modèle simplifié, nous pouvons déterminer plus facilement les forces exercées sur le vérin hydraulique.
Soit *Fx* représente la force exercée par le vérin hydraulique. Selon les principes de l'équilibre des forces, nous pouvons établir que la force de réaction de support est égale à *Fx*-c'est-à-dire Support Reaction=*F*. Nous approfondirons ensuite la procédure de calcul de la force du cylindre. Puisque le point O-le pivot central du mécanisme de levage à ciseaux-fonctionne comme axe de rotation, aucun moment de flexion ne peut être transmis entre les deux bras des ciseaux en ce point précis. Ainsi, nous obtenons la relation suivante :
De là, on peut déduire la formule de calcul de la force exercée par le vérin hydraulique :
Sachant que F=(1/2) * mg, cette formule peut également s'exprimer sous la forme suivante :
......(2)
Dans cette expression, |OC| représente la distance perpendiculaire du point O au segment de droite AC. Ensuite, nous examinerons comment déterminer la valeur de |OC|.
En établissant un système de coordonnées comme illustré sur la figure (5)-et en définissant la coordonnée Z-à zéro-nous pouvons calculer les coordonnées spécifiques des points O, A et B. Ces coordonnées peuvent être représentées sous forme de vecteurs colonnes, correspondant respectivement aux axes X, Y et Z. En nous appuyant sur les principes de la géométrie analytique spatiale issus des mathématiques avancées, nous pouvons déduire ce qui suit : en utilisant les coordonnées de points établies dans l'équation (3), nous pouvons dériver d'autres relations. En remplaçant les coordonnées obtenues à partir de l'équation (3) par l'équation (2), nous pouvons finalement dériver l'expression fonctionnelle de la force exercée par le vérin hydraulique. Pour obtenir une solution numérique spécifique, nous devons sélectionner les valeurs des paramètres appropriées et les substituer dans l'équation de calcul.
>La méthode énergétique
La méthode énergétique offre une approche alternative pour déterminer les forces agissant sur le vérin hydraulique. En intégrant les principes de géométrie analytique spatiale issus des mathématiques avancées, nous pouvons facilement dériver l’expression fonctionnelle de la force du cylindre. De plus, à l'aide d'un logiciel mathématique, nous pouvons effectuer une optimisation multi-paramètres pour identifier rapidement la position de montage optimale qui minimise la force exercée sur le vérin hydraulique dans des conditions de fonctionnement spécifiques. Cette méthodologie informatique offre des avantages et une efficacité significatifs dans le domaine de la conception technique. En appliquant la méthode des articulations issue de la mécanique des structures, nous avons réussi à dériver une fonction de force simplifiée pour un élévateur à ciseaux. Notamment, le positionnement spécifique du vérin hydraulique dans ce cas particulier a rendu les calculs de force relativement simples. Cependant, dans la conception technique réelle, l'installation de vérins hydrauliques est soumise à de nombreux facteurs complexes, ce qui peut rendre l'application de la méthode des joints-spécifiquement à la résolution de systèmes d'équations multivariées-relativement difficile.
