Rozjaśnianie otworów - Lightening holes
Otwory odgromowe to otwory w elementach konstrukcyjnych maszyn i budynków wykorzystywane przez różne dyscypliny inżynieryjne do zmniejszania masy konstrukcji. Krawędzie otworu może być kołnierzowe dla zwiększenia sztywności i wytrzymałości elementu. Otwory mogą być okrągłe, trójkątne, eliptyczne lub prostokątne i powinny mieć zaokrąglone krawędzie, ale nigdy nie powinny mieć ostrych narożników, aby uniknąć ryzyka powstania naprężeń i nie mogą znajdować się zbyt blisko krawędzi elementu konstrukcyjnego.
Stosowanie
Lotnictwo
Otwory rozjaśniające są często stosowane w przemyśle lotniczym. Dzięki temu samolot może być jak najlżejszy, zachowując trwałość i zdatność do lotu konstrukcji samolotu.
Morski
Otwory rozjaśniające zostały również wykorzystane w inżynierii morskiej, aby zwiększyć zdolność żeglugową statku.
Sporty motorowe
Błyskawiczne dziury stały się ważną cechą wyścigów samochodowych w latach 20. i 30. XX wieku. Elementy podwozia, elementy zawieszenia, obudowy silników, a nawet korbowody zostały wywiercone z szeregiem otworów o rozmiarach prawie tak dużych jak element.
„[Mądrość dnia] polegała na zrobieniu wszystkiego na wzór ceglanego sracza [...], a następnie wywierceniu otworów w kawałkach, aby je rozjaśnić”.
— David Kelsey, Lotus Cars
To dążenie do rozjaśniania było oparte na niezrozumieniu zachowania mechanicznego komponentu. W przypadku belki dwuteowej założono, że cała nośność na naprężenia zginające została przeniesiona na dwie górne i dolne półki dźwigara, przy czym środnik pełni jedynie funkcję rozstawu. W ten sposób środkową środnik można było wiercić bezkrytycznie, podobno bez osłabiania całego dźwigara. Było to oparte na dwóch błędach: po pierwsze, że jedyne siły działające na belkę to proste siły zginające w płaszczyźnie środnika. W praktyce bardziej skomplikowana siła, taka jak nieoczekiwany skręt skrętny spowodowany nagłym uderzeniem zawieszenia, przeciążyła teraz osłabiony środnik, a lżejsza belka natychmiast uległa awarii. Po drugie, założenie, że idealne siły zostały rozdzielone na górną i dolną półkę, stawało się coraz bardziej nierealistyczne wraz z rozwojem konstrukcji z naprężonymi powłokami i skorupami , w których obciążenia były rozkładane bardziej równomiernie. W tych projektach nie było „nieobciążonej sieci”, którą można by bezpiecznie przewiercić.
W porównaniu z projektowaniem samolotów, można zauważyć, że odciążenie wyścigów samochodowych zostało przeprowadzone po zaprojektowaniu komponentów, zwykle bez zrozumienia sił w konstrukcji i bez ponownego wykonywania późniejszych obliczeń naprężeń. Ze względu na rosnącą liczbę niebezpiecznych awarii praktyka wiercenia piorunochronów została zakazana przez sędziów regatowych . Rozjaśnianie było nadal dozwolone, ale tylko tam, gdzie zostało to określone przez pierwotnych projektantów, a nie tylko przez późniejsze wiercenie otworów.
Wojskowy
Otwory odgromowe zostały wykorzystane w różnych pojazdach wojskowych, samolotach, sprzęcie i platformach uzbrojenia. Dzięki temu sprzęt jest lżejszy, a także zwiększa wytrzymałość i trwałość. Są one zwykle wykonywane przez wiercenie otworów, tłoczenie lub obróbkę skrawaniem, a także pozwalają zaoszczędzić strategiczne materiały i koszty podczas produkcji wojennej.
Architektura
Otwory rozjaśniające zostały wykorzystane w różnych projektach architektonicznych. W latach 80. i na początku lat 90. otwory oświetleniowe były modne i nieco postrzegane jako futurystyczne i były używane w jednostkach przemysłowych, salonach samochodowych, pasażach handlowych, centrach sportowych itp. Parsons House w Londynie jest godnym uwagi budynkiem, który wykorzystuje otwory oświetleniowe od czasu swojego remont w 1988 r. Innym godnym uwagi przykładem jest Ringwood Health & Leisure Centre w Hampshire.
Zobacz też
Bibliografia
Linki zewnętrzne
- Testy belek posiadających sieci z dużymi okrągłymi otworami odgromowymi , L. Ross Levin, Krajowy Komitet Doradczy ds. Aeronautyki
- Wytrzymałość i sztywność środników ścinanych z otworami i bez nich , Paul Kuhn, Krajowy Komitet Doradczy ds. Aeronautyki
- Wytrzymałość i sztywność środników ścinanych z okrągłymi otworami odciążającymi z kołnierzami 45° — Paul Kuhn, Krajowy Komitet Doradczy ds. Aeronautyki