bara tractiuni

19
Universitatea Politehnică București Facultatea de Ingineria și Managementul Sistemelor Tehnologice CERCETARE ȘTIINȚIFICĂ Student: Murariu Alina – Ioana

Upload: andreea-ramona-neculai

Post on 07-Dec-2015

34 views

Category:

Documents


2 download

DESCRIPTION

Bara Tractiuni

TRANSCRIPT

Universitatea Politehnică București

Facultatea de Ingineria şi Managementul Sistemelor Tehnologice

CERCETARE ȘTIINȚIFICĂ

Student: Murariu Alina – Ioana

București 2015

CUPRINS

Introducere

Realizarea structurii în Solidworks 2010

Analiza structurala Ansys Workbench 15.0

Bibliografie

Pentru cercetarea științifică am realizat un model de bară de tracțiuni în

programul Solidworks și am realizat niște încercări statice pe aceasta în programul

Ansys.

Utilitate

Bara de tracțiuni este utilă in orice casă, deoarece exercițiile realizate la bară

ajută la dezvoltarea musculaturii brațelor și a spatelui.

Pentru a atrage clienții am adaugat un suport pentru tabletă/telefon/laptop

pentru ca persoanele care doresc sa facă exerciții la această bară sa aibă

posibilitatea de a se uita la un film sau de a asculta muzică cu dispozitivul în fața

lor. 

Nu de puține ori considerate specifice doar genului masculin, tracțiunile la bara

fixă reprezintă, poate, exercițiul liber care exprimă cel mai bine capacitatea de

forță a individului, capacitatea de a presta exerciții de forță cu propria greutate

corporală.

Prezente în mai toate programele de pregătire ale sportivilor de performanță

consacrați, tracțiunile fac parte cu succes și din educația fizică școlară, sau din

pregătirea fizică militară.

Exercițiul are o valoare formativă deosebită, dezvoltând tonusul musculaturii

spatelui dar și al brațelor. Este considerat exercițiu de bază în prelucrarea spatelui,

care nu necesită încărcături suplimentare, instalații speciale; de multe ori fiind

suficient un simplu bătător de covoare din spatele blocului. Acest exercițiu

cunoaște mai multe variante: tracțiunile la bărbie (fig. 1,2) sau la ceafă (fig.3) cu

prize largi, înguste, pronație sau supinație; în funcție de scopul urmărit.

Așa cum am menționat mai sus, exercițiul nu este exclus nici din practica

fetelor, multe fete manifestând suficientă forță pentru a executa 3-4 repetări

complete, adică până când bărbia este trecută la nivelul bării. Dealtfel pentru fete

este și o provocare, încercând să demonstreze forță și dăruire la un exercițiu care

până nu demult aparținea doar băieților.

Exercițiul are o deosebită valoare formativă dezvoltând pe lângă tonus și masă

musculară și încrederea de sine, în propriile capacități fizice, concretizându-se și

într-un execelent mijloc de profilaxie împotriva instalării principalelor deficiențe

fizice ale coloanei vertebrele la organismele aflate în plin proces de creștere și

dezvoltare (scolioze, cifoze, lordoze, spate plan, cifo-scolioze).

Exerciţii pentru musculatura spatelui. Dificultăţile în prelucrarea

musculaturii spatelui rezidă din cel puţin trei cauze: a) multitudinea grupelor

musculare ce compun musculatura spatelui, b)  dificultatea cu care se izolează

grupele musculare în lucru, c) lipsa oricărui contact vizual cu grupa de muşchi

lucrată.

Mişcările de bază în antrenarea spatelui sunt cele de tracţiune, de tragere sau

„ramatul”. Pentru a conferi valenţe corective exerciţilor pentru spate, acestea se vor

executa fără excepţie cu coloana în uşoară extensie, cel puţin dreaptă.

Tracţiunile la bara fixă. Considerat de sportivi şi antrenori exerciţiu de bază

pentru spate acestea se execută prin tragerea corpului spre bară până când aceasta

este atinsă cu bărbia sau pieptul (fig.1). Priza este pronaţie, adică de sus apucat, la

o depărtare ce depăşeşte cu 15-20 cm linia umerilor.

 

Exerciţiul se execută în 5-6 serii până la refuz. Sportivii avanaţi pot utiliza o

greutate adiţională sau varianta de tracţiune la ceafă . De asemenea, pentru

realizarea unor repetări în plus, se obişnuieşte ca un partener de antrenament să

ajute sportivul ridicându-l de talie.

Tracţiuni la bara fixă cu priză supinaţie. „Simpla” schimbare a prizei

modifică în bună măsură efectele exerciţiului, în sensul că Bicepsul şi Brahialul

anterior vor prelua o parte importantă din travaliu. Dealtfel, tracţiunile la bară fixă

cu priză supinaţie sunt folosite de către unii practicanţi în programele de

dezvoltarea Bicepsului. De data aceasta, lărgimea prizei va fi medie spre îngustă

(cca. 35-40 cm.). Astfel, se trage corpul în sus până când bărbia atinge nivelul

bării, iar cursa de revenire (coborârea)se va face fără ca antebraţul să devină paralel

cu braţul, deci se va păstra un unchi pentru securitatea tendonului bicepsului(fig.3).

Realizare

Pentru realizarea acesteia în Solidworks am proiectat bara în mai multe bucăți pe care le-am asamblat la final folosind mate.

Am avut nevoie de :

- un suport pentru perete

- suport pentru tablet- bara principal- mai multe mânere pentru a oferi posibilitatea de realizare a exercițiului în

mai multe feluri - șurub și piuliță.

Materialul utilizat este oțel iar prinderea dintre suportul de tablet și suportul de perete se realizează prin sudură.

Suportul pentru perete are lungimea de 600 mm si lățimea de 60 mm.

Suportul pentru tabletă/laptop are lungimea de 800 mm.

Bara cu lungimea de 1400 mm.

Mânerele realizate.

Șurub și piuliță pentru care nu am realizat șanțuril, dar când am realizat mate-urile am utilizat opțiunea screw.

În final am asamblat toate aceste piese, unele le-am utilizat de mai multe ori pentru a definitiva ansamblul necesar pentru realizarea barei de tracțiuni.

Bara de tracțiuni în final, din 3 vederi.

Am realizat mai multe încercări pentru această bară de tracțiuni pentru a observa daca este fiabilă. Pentru a face aceste încercări am utilizat softul Ansys. În primul rând a fost nevoie să discretizăm piesa.

Apoi am pus încastrarea ansamblului, în gaurile unde s-ar prinde de perete.

Prima încercare

Prima încercare am realizat-o pentru suportul de tabletă/laptop, sa vedem daca rezista si am obținut urmatoare rezultate, aplicând o presiune de 0.007 Mpa, calculată pentru un laptop de 4 kg, utilizând formula presiunii care este raportul dintre forta si suprafata.

Deplasarea totală (reprezentată in prima poza) este de foarte mică, de ordinul 0.2*10-13, deci neglijabila. În a doua poza avem reprezentarea deplasarilor pe directia Y, cea care ne intereseaza pe noi de ordinul 0.1*10-13

Tensiunea totală este și ea neglijabilă, maximul fiind de ordinul a 3 Pa, ceea ce înseamna ca am putea utiliza un oțel cu rezistență mai mică/

A doua încercare

Am aplicat forță pe doua dintre manerele barei, pentru a face o simulare o unei persoane ce face tractiuni. Pe fiecare maner am aplicat o forță de 500 de N (presupunem ca persoana are aproximativ 100 kg).

Tensiunile echivalente sunt destul de mici aproximativ 18 Mpa, si nu depasesc limita de curgere a materialului, iar maximul dupa cum se vede in poza din dreapta este la imbinarea dintre suportul prins in perete si bara propriu-zisa.

Deplasarile totale au maximul la varfurile manerelor, dar sunt foarte mici 0.12 mm, iar pe deplasarile pe directia Y sunt cam aceleasi, minimul fiind -0.12 mm.

A treia încercare

Am schimbat locul de aplicare al fortelor pe celalalte doua manere ale barei, pentru a face o simulare o unei persoane ce face tractiuni. Pe fiecare maner am aplicat o forță de 500 de N (presupunem ca persoana are aproximativ 100 kg).

La această încercare observăm ca tensiunea maxima este un pic mai mare 20.8 MPa, dar tot nu reprezinta vreo problema.

Deplasarile totale au maximul la varfurile manerelor pe care s-a aplicat forta, dar sunt foarte mici 0.09 mm, iar pe deplasarile pe directia Y sunt cam aceleasi, minimul fiind -0.09 mm.

Observații

În cazul studiului static, a fost obtinuta o tensiune maxima de 20.8 MPa; tensiunea este situata in zona de capat a manerului pe care sa aplicat forta. Iar deplasarile maxime au valori de sub 1 mm, cee ace le face neglijabile.

In urma studiului care a evidentiat solicitarea la oboseala, am constatat ca piesa in discutie nu sufera modificari substantiale.

O parte din motivele pentru care studiul la oboseala nu a evidentiat schimbari structurale in piesa analizata pot fi: dimensiunile piesei, materialul utilizat, incarcarile aplicate.

Pentru a face piesa mai eficientă si pentru a nu irosi material, avand in vedere ca aceasta se comporta foarte bine la solicitarile pe care le-am realizat, am putea sa utilizam un material cu o rezistenta mai mica, sau in proiectarea ansamblului sa micsoram putin dimensiunile pieselor.

Rezultatele sunt mai exacte cu cat rafinarea discretizarii este mai buna; astfel, un element de dimensiune mai mica conduce la rezultate mai precise si la erori mai mici.

Bibliografie:

http://www.resist.pub.ro/Cursuri_master/PS/PS_Curs_01.pdf - Sinteza si analiza structurilor mecanice. Locul analizei cu elemente finite în realizarea unui produs

http://www.resist.pub.ro/Cursuri_master/PS/PS_Curs_03.pdf - Concepte de bază în modelarea cu elemente finite