энергия для вкрутки винта

[San1990]

Всем привет.
Попросили меня помочь со такой задачей. Есть саморез (шуруп), его вкручивают в дерево. Нужно посчитать энергию/момент/работу которую нужно затратить, чтоб его вкрутить. Переменной является форма (геометрия) шурупа. Причем, важна не количественная, а качественная характеристика. Тоесть важно сравнение значения энергии для разных форм, а не само число.
Сейчас в раздумьях, как к этой задаче подойти. Нужна помощь.

[San1990]

Какие мои первые шаги.
Утверждение: для шурупа форма A, необходима энергия E(A). Для шурупа формы B, соответсвенно E(B).
Пускай для сосны E(A) > E(B).
Тогда:
 1. Для дуба E(A) > E(B). Тоесть, не зависимо от породы древесины*.
 2. Для пластмассы E(A) > E(B). Тоесть, и для изотропных тел отношение не меняется.
Правильно ли это?

* - естественно при одинаковой труктуре: вдоль волокон, поперек, одинаковая сухость, и т.д.
 
 

[ковип]

Source of the post Правильно ли это?

По моему жизненному опыту, а значит и в теории, правильно. Усилия и время закручивания очень зависит от формы винта, шага, диаметра, длинны. Соответственно соотношение энергий, конечно же будет одним и тем же, при использовании их, в одинаковых условиях; материал и его состояние.  

[San1990]

Source of the post Усилия и время закручивания очень зависит от формы винта, шага, диаметра, длинны.

Хочу только уточнить условие задачи. Длинна шурупа не изменна. Измениться может только шаг, ширина шурупа, толщина ободка (шо ето?)

Source of the post Соответственно соотношение энергий, конечно же будет одним и тем же, при использовании их, в одинаковых условиях; материал и его состояние.

Мне тоже так кажется.

[folk]

Имхо работа - сила на перемещение. Перемещение - длина поверхности где то посередине, площадь тоже можно оценить, ну а сила это сила трения скольжения - фактически константа на единицу поверхности
 

[grigoriy]

Как вариант - набрать фактический материал по сочетаниям "марка винта - порода дерева".
Винт закручивать с помощью рычага (если головка винта - шестигранник, то это накидной ключ,
если "под крест" - то что-нибудь придумать ), измеряя динамометром прилагаемое усилие.
Работа равна:
- длина рычага,
- усилие,
- количество оборотов.
По мере погружения винта сила будет увеличиваться, так что для каждого оборота
нужно будет использовать своё значение силы - скажем, среднее арифметическое
между началом и концом оборота. Иными словами - численно интегрировать, значицца. 
Это придаст работе научность!
 

[homosapiens4android]

Тяжелая задача. Помню, мы как-то на олимпиаде решали про топор (клин по деревяшке) - никто не решил. Решения не помню, помню общее разочарование на разборе - тупая счетная долгая задача на упругость, статику и немного законов сохранения (не люблю brainfuck). Здесь нечто похожее является только частью вашей задачи - кончик буровит деревяху.

[ковип]

Source of the post толщина ободка (шо ето?)

Я тоже хотел бы узнать. Покажите где вы её нашли?

Source of the post Как вариант - набрать фактический материал по сочетаниям "марка винта - порода дерева".

Тогда пожалуй, проще использовать электродвигатель и эл.счётчик? И считать не надо. "Нажми на кнопку получишь результат..."

[SFResid]

Source of the post Тогда пожалуй, проще использовать электродвигатель и эл.счётчик? И считать не надо. "Нажми на кнопку получишь результат..."

Тогда придётся умножать на КПД электродвигателя, к-рый: а) очень мал у маломощных электродвигателей; б) зависит от нагрузки; в) практически неизвестен.

[ковип]

Source of the post Тогда придётся умножать на КПД электродвигателя, к-рый: а) очень мал у маломощных электродвигателей; б) зависит от нагрузки; в) практически неизвестен.

  Нафиг он нам нужен. Разница потребления электроэнергии на холостом ходу и при нагрузке, нам всё точно покажет. Более того, может показать изменение нагрузки в зависимости от глубины вкручивания.