RU2528969C2 - Method and device of simulation of strike characteristics during practicing strikes on simulators in martial arts - Google Patents
Method and device of simulation of strike characteristics during practicing strikes on simulators in martial arts Download PDFInfo
- Publication number
- RU2528969C2 RU2528969C2 RU2013124219/12A RU2013124219A RU2528969C2 RU 2528969 C2 RU2528969 C2 RU 2528969C2 RU 2013124219/12 A RU2013124219/12 A RU 2013124219/12A RU 2013124219 A RU2013124219 A RU 2013124219A RU 2528969 C2 RU2528969 C2 RU 2528969C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- receiver
- working part
- elastic
- shock
- deformation
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
Description
1. Область техники1. The technical field
Изобретение относится к области разработки тренажеров, предназначенных для повышения эффективности ударов в восточных единоборствах, в частности при подготовке единоборцев к испытаниям или соревнованиям по раскалыванию твердых предметов руками или ногами (тест «тамэсивари»).The invention relates to the field of development of simulators designed to increase the effectiveness of strikes in martial arts, in particular when preparing martial artists for tests or competitions in breaking solid objects with their hands or feet (tameshivari test).
2. Уровень техники2. The level of technology
Известно множество приспособлений и устройств, предназначенных для отработки и повышения эффективности ударов - лапы, закрепляемые на руках, подушки, фиксируемые на стене или стойках, тренировочные мешки (Лялько В. Тренажеры в боевых искусствах. Под. Ред А.Е. Тараса. Минск: изд. «Хорвест», 1998, с.177-210).There are many devices and devices designed for practicing and increasing the effectiveness of strikes - paws fixed on hands, pillows fixed on a wall or racks, training bags (Lyalko V. Trainers in martial arts. Under. Red A.E. Taras. Minsk: Horvest Publishing House, 1998, p. 177-210).
Эти устройства, как правило, имеют неизменную жесткость, поэтому характер (диаграмма) зависимости ударной нагрузки от деформации (смещения) устройства в зоне контакта с ударной конечностью имеет один и тот же вид (прямая линия или близкая к ней дуга). При варьировании кинетической энергии ударной конечности начальный угол наклона диаграммы сохраняется, меняется лишь амплитуда ударной нагрузки.These devices, as a rule, have constant rigidity, therefore the nature (diagram) of the dependence of the shock load on the deformation (displacement) of the device in the zone of contact with the shock limb has the same form (a straight line or an arc close to it). When the kinetic energy of the shock limb is varied, the initial angle of inclination of the diagram is preserved, only the amplitude of the shock load changes.
Известен спортивный тренажер для отработки техники нанесения ударов «камертон Шилова», принятый заявителем за наиболее близкий аналог как в части устройства, так и в части способа, реализуемого этим устройством (патент на полезную модель RU №95534 от 10.07.2010).A well-known sports simulator for practicing the striking technique “Shilov tuning fork” adopted by the applicant for the closest analogue both in terms of the device and the method implemented by this device (utility model patent RU No. 955534 of 07/10/2010).
Известный способ включает операции регулирования уровня жесткости рабочей части тренажера, нанесение удара по приемнику ударов, преобразование энергии удара в упругую деформацию рабочей части.The known method includes the operation of regulating the level of rigidity of the working part of the simulator, striking the shock receiver, converting the impact energy into elastic deformation of the working part.
Известное устройство содержит основание, приемник ударов, соединенный с упругой рабочей частью, регулятор жесткости рабочей части.The known device comprises a base, a shock receiver connected to an elastic working part, a stiffness regulator of the working part.
Недостаток известного способа и устройства состоит в том, что моделирование нагрузок известным способом и устройством не обеспечивает идентичность нагрузок в широком диапазоне их изменения, в частности нагрузок при раскалывании предметов.A disadvantage of the known method and device is that the simulation of loads in a known manner and device does not ensure the identity of the loads in a wide range of their changes, in particular loads when splitting objects.
Известным способом и устройством также невозможно воспроизвести (смоделировать) характеристики ударов (изменение ударных нагрузок в процессе смещения приемника ударов), в полной мере идентичные характеристикам в условиях разрушения предметов, в частности, не воспроизводится специфическая фаза резкого сброса ударной нагрузки, существующая на заключительном этапе разрушения любых предметов, особенно при необходимости постановки техники и отработки удара с целью раскалывания предметов.In a known manner and device, it is also impossible to reproduce (simulate) shock characteristics (change in shock loads in the process of displacement of the shock receiver) that are completely identical to characteristics in the conditions of destruction of objects, in particular, the specific phase of a sharp shock discharge that exists at the final stage of destruction any objects, especially if it is necessary to set up the equipment and practice the blow in order to split the objects.
3. Сущность изобретения3. The invention
3.1. Постановка технической задачи3.1. Statement of the technical problem
Техническая задача направлена на устранение недостатков известного технического решения путем моделирования на тренажерных устройствах в широком диапазоне изменения ударных нагрузок, наиболее полно соответствующих ударным нагрузкам при раскалывании предметов.The technical problem is aimed at eliminating the shortcomings of the known technical solutions by modeling on simulators in a wide range of changes in shock loads, most fully corresponding to shock loads when cracking objects.
В предлагаемом способе и устройстве его реализации обеспечивается смещение приемника ударов под действием ударной нагрузки, максимально приближенное к деформации при разрушении потенциальных объектов ударного воздействия.In the proposed method and device for its implementation, the shock receiver is displaced under the influence of shock loading, as close as possible to deformation during the destruction of potential shock objects.
Решение задачи достигается за счет того, что моделирование ударных нагрузок, воздействующих на приемник ударов тренажера, производится путем трансформации величины смещения приемника в деформацию упругой рабочей части с использованием преобразователя и сведения к минимуму влияния инерционных эффектов, связанных с движением раскалываемых предметов и приемника при ударах.The solution to the problem is achieved due to the fact that the simulation of shock loads acting on the shock receiver of the simulator is performed by transforming the displacement of the receiver into deformation of the elastic working part using the transducer and minimizing the influence of inertial effects associated with the movement of cracked objects and the receiver during impacts.
3.3. Перечень фигур.3.3. Enumeration of figures.
Предлагаемое решение поясняется схемами, представленными на фиг.1 - фиг.7:The proposed solution is illustrated by the diagrams presented in figure 1 - figure 7:
на фиг.1 - схема штатного силового испытания разрушающего ударного воздействия единоборца при раскалывании твердых предметов (тест «тамэсивари»), характеризуемого диаграммой деформации δ при разрушении предметов под действием нагрузки F(δ); на фиг.2 - характерная поэтапная диаграмма изменения ударной нагрузки (F) в зависимости от деформации (прогиба) (δ) предмета при его раскалывании в условиях штатного испытания; на фиг.3 - схема тренажера для отработки ударов (схема прототипа) неразрушающим методом с приемником ударов, закрепленным на упругой рабочей части в виде консольной изгибаемой балки; на фиг.4 - устройство тренажера с моделированием ударной характеристики неразрушающим методом с двумя жестко фиксированными и разнесенными (раздвинутыми с зазором) плоскими упругими элементами; на фиг.5 - устройство тренажера с моделированием ударной характеристики с пружинными упругими элементами; на фиг.6 - схема деформации плоских упругих элементов устройства, представленного на фиг.4, под действием нагрузок, с диаграммой смещения ξ под действием нагрузки F(ξ); на фиг.7 - схема равновесия сил, передаваемых от приемника ударов к пружинным упругим элементам устройства, представленного на фиг.5, где 1 - приемник ударов, 2 - штанга, 3 - основание, 4 - упругий элемент, 5 - шток; 6 - преобразователь, 7 - верхний конус преобразователя; 8 - регулятор жесткости, 9 - панель, 10 - нижний конус преобразователя, 11 - разрушение разбиваемого предмета при предельном значении Fp, 12 - опорные элементы штатного силового испытания, 13 - опорный элемент регулятора жесткости (плеча момента силы), 14 - касание упругим элементом 4 контрольного элемента 17 при предельном значении Fp, 15 - жестко-фиксированное соединение, 16 - проскальзывание преобразователя 6 между упругими элементами 4 при предельном значении нагрузки Fp, 17 - контрольный элемент; 18 - зона упругой деформации на диаграмме, 19 - первая стадия разрушения образца на диаграмме; 20 - вторая стадия разрушения с резким сбросом нагрузки на диаграмме; F - нагрузка, воздействующая на разбиваемый предмет или приемник ударов, Fп - максимальная нагрузка на разбиваемый предмет в пределах его упругой деформации, Fp - максимальная разрушающая нагрузка, F(δ) - функциональная зависимость между нагрузкой и деформацией разбиваемого предмета; F(ξ) - функциональная зависимость между нагрузкой и смещением приемника ударов, R1 - сила реакции опорного элемента регулятора жесткости, R2 - сила поджатия упругого элемента, Rл - сила реакции левой опоры, Rп - сила реакции правой опоры, δ - деформация разбиваемого предмета, δп -предельное значение упругой деформации предмета, δр - максимальная деформация предмета в процессе разрушения, ξ - смещение приемника ударов, смещение преобразователя, h - толщина плоского упругого элемента, t - величина перекрытия («захлеста») преобразователя и плоского упругого элемента в исходном состоянии, d - высота преобразователя, L - длина свободной (незащемленной) части плоского упругого элемента, S - расстояние от регулятора до торцевой части упругого плоского элемента под нагрузкой, α, β - углы конусности.figure 1 - diagram of the staffing test of destructive impact of a martial artist when splitting solid objects (test "tamesivari"), characterized by a deformation diagram δ during destruction of objects under the action of a load F (δ); figure 2 is a characteristic phased diagram of the change in shock load (F) depending on the deformation (deflection) (δ) of the object when it splits in a standard test; figure 3 is a diagram of a simulator for practicing impacts (prototype diagram) non-destructive method with a shock receiver, mounted on an elastic working part in the form of a cantilever bent beam; figure 4 - a simulator device with simulation of impact characteristics by a non-destructive method with two rigidly fixed and spaced (apart with a gap) flat elastic elements; figure 5 - device simulator with simulation of shock characteristics with spring elastic elements; Fig.6 is a diagram of the deformation of flat elastic elements of the device shown in Fig.4, under the action of loads, with a displacement diagram ξ under the action of the load F (ξ); Fig.7 is a diagram of the balance of forces transmitted from the shock receiver to the spring elastic elements of the device shown in Fig.5, where 1 is the shock receiver, 2 is the rod, 3 is the base, 4 is the elastic element, 5 is the rod; 6 - converter; 7 - upper cone of the converter; 8 - stiffness regulator, 9 - panel, 10 - lower cone of the transducer, 11 - destruction of the object to be broken at the limit value Fp, 12 - supporting elements of the regular power test, 13 - supporting element of the stiffness regulator (arm of the moment of force), 14 - contact with the
3.4. Отличительные признаки.3.4. Features.
В отличие от известного способа преобразование энергии ударов в упругую деформацию рабочей части осуществляют путем трансформации смещения ξ приемника в ударную нагрузки F(ξ) в соответствии с диаграммой деформации δ раскалываемого предмета под действием разрушающей нагрузки F(δ).In contrast to the known method, the energy of impacts is converted into elastic deformation of the working part by transforming the displacement ξ of the receiver into shock load F (ξ) in accordance with the deformation diagram δ of the split object under the action of the breaking load F (δ).
При этом трансформацию можно осуществлять преобразователем, обеспечивающим заданную функциональную связь между смещением приемника ударов ξ, деформацией упругой рабочей части и ударными нагрузками F(ξ), действующими на приемник ударов. Кроме того, при реализации способа желательно обеспечивать соблюдение условия Мп=0,4-0,6Мр, где Мп - масса приемника и движущихся вместе с ним частей устройства, Мр - масса разрушаемого предмета.In this case, transformation can be carried out by a converter providing a predetermined functional relationship between the displacement of the shock receiver ξ, the deformation of the elastic working part and the shock loads F (ξ) acting on the shock receiver. In addition, when implementing the method, it is desirable to ensure that the conditions Mn = 0.4-0.6 Mp, where Mn is the mass of the receiver and the parts of the device moving with it, and Mp is the mass of the item to be destroyed.
В устройстве для реализации способа моделирования ударных характеристик в отличие от известного между приемником ударов и упругой рабочей частью размещают механический преобразователь, профилированный в зоне контакта с рабочей частью, при этом преобразователь жестко соединен с приемником ударов и подвижно - с упругой рабочей частью (для преобразования смещения приемника ударов в деформацию упругой части с заданным усилием нагрузки, действующей на приемник), что обеспечивает трансформацию смещения ξ приемника в ударную нагрузки F(ξ) в соответствии с диаграммой деформации δ раскалываемого предмета под действием разрушающей нагрузки F(δ).In the device for implementing the method of modeling shock characteristics, in contrast to the known between the shock receiver and the elastic working part, a mechanical transducer is formed, profiled in the zone of contact with the working part, the transducer is rigidly connected to the shock receiver and movably with the elastic working part (for converting the displacement impact receiver into deformation of the elastic part with a given load force acting on the receiver), which ensures the transformation of the receiver displacement ξ into shock load F (ξ) in Compliant with the diagram of deformation δ object to be split by the action of the fracture load F (δ).
Упругая рабочая часть и преобразователь устройства могут иметь различные варианты исполнения.The elastic working part and the converter of the device can have various options.
В частности, упругая рабочая часть устройства может состоять из двух упругих элементов в виде гибких плоских прямоугольных пластин, размещенных в одной плоскости на фиксированном расстоянии друг от друга, пластины консольно прижаты снизу к панелям, скрепленным с основанием, регуляторами жесткости в виде прижимных брусьев с возможностью продольного перемещения регуляторов вдоль пластин, приемник ударов жестко связан при помощи штанги, которая может свободно смещаться вдоль оси, с профилированным преобразователем в форме прямоугольной плиты с заданной высотой, с продольным размером нижней грани больше расстояния между пластинами и двумя боковыми гранями, обращенными к пластинам, расположенными под заданным углом к вертикали, причем плита в исходном состоянии свободно опирается нижней гранью на пластины с определенной и одинаковой величиной перекрытия с каждой из пластин.In particular, the elastic working part of the device can consist of two elastic elements in the form of flexible flat rectangular plates placed in the same plane at a fixed distance from each other, the plates are cantilevered pressed from the bottom to the panels fastened to the base, the stiffness regulators in the form of pressure bars with the possibility longitudinal movement of the regulators along the plates, the shock receiver is rigidly connected using a rod, which can freely move along the axis, with a profiled transducer in the form of a rectangular plates with a given height, with a longitudinal size of the lower face greater than the distance between the plates and two side faces facing the plates located at a given angle to the vertical, and the plate in the initial state freely rests the lower face on the plates with a certain and the same amount of overlap with each plates.
Также, в частности, упругая рабочая часть устройства может состоять из двух или нескольких осесимметрично расположенных навстречу друг другу подпружиненных штоков, встроенных в основание, концы штоков контактируют с преобразователем, который в зоне контакта со штоками имеет форму двух последовательно расположенных усеченных конусов с различными углами конусности, угол верхнего конуса меньше угла нижнего конуса, высота нижнего конуса выбирается равной величине упругой деформации разрушаемого предмета, суммарная высота двух конусов должна быть равна максимальной деформации разрушаемого предмета, регулятор жесткости представляет собой винтовую заглушку с заходным участком для навивки части пружинного упругого элемента, жесткость пружин подобрана таким образом, чтобы максимальное усилие нагрузки на приемник ударов при его смещении вниз было равно величине разрушающей нагрузки на предмет.Also, in particular, the elastic working part of the device can consist of two or several spring-loaded rods axially symmetrical towards each other, integrated in the base, the ends of the rods in contact with the transducer, which in the contact zone with the rods has the form of two truncated cones in series with different taper angles , the angle of the upper cone is less than the angle of the lower cone, the height of the lower cone is chosen equal to the elastic deformation of the destructible object, the total height of the two cones d It must be equal to the maximum deformation of the destructible object, the stiffness regulator is a screw plug with a lead-in section for winding part of the spring elastic element, the spring stiffness is selected so that the maximum load on the shock receiver when it is shifted down is equal to the value of the destructive load on the object.
Способ и устройство позволяют воспроизводить (моделировать) ударные нагрузки, возникающие при ударном разрушении разбиваемых предметов.The method and device allows you to play (simulate) shock loads that occur during the impact destruction of broken objects.
Под действием нагрузки разбиваемый предмет начинает деформироваться (пунктирные линии на фиг.1). Связь нагрузки F с величиной деформации (прогиб центральной части) δ разрушаемого предмета, например доски, имеет три характерные зоны (фазы), отмеченные на фиг.2 цифрами 18, 19, 20. В зоне упругой деформации (участок диаграммы 18) разрушение образца еще не начинается, деформация растет до величины δп пропорционально нагрузке до ее значения Fп. На участке 19 (зона разрушения) деформация возрастает при слабом увеличении нагрузки. Реально в этой зоне диаграмма имеет вид дуги, которую можно аппроксимировать отрезком прямой линии (полка). После достижения максимального (разрушающего) значения нагрузки Fp, соответствующего деформации δр, наступает фаза 20 резкого сброса нагрузки (показано пунктиром). Движение ударной конечности в условиях этой фазы разрушения продолжается при нагрузках, стремящихся к нулю.Under the action of the load, the object being broken begins to deform (dashed lines in Fig. 1). The relationship of the load F with the strain (deflection of the central part) δ of the destructible object, for example a board, has three characteristic zones (phases), indicated in Fig. 2 by
На устройстве, выбранном в качестве прототипа (фиг.3), можно моделировать только нагрузки зоны 18 разрушаемого элемента. Изменяя положение регулятора жесткости 8 упругой рабочей части, можно варьировать угол наклона прямой линии диаграммы в этой зоне.On the device selected as a prototype (figure 3), you can simulate only the
Пример 1 устройстваDevice Example 1
Заявляемое устройство с плоскими упругими элементами (фиг.4) включает основание 3, приемник ударов 1, упругую рабочую часть, регулятор жесткости 8 упругой рабочей части. Упругая рабочая часть состоит из двух упругих элементов в виде двух гибких плоских прямоугольных пластин 4, размещенных в одной плоскости на фиксированном расстоянии друг от друга. Пластины консольно прижаты снизу к панелям 9, закрепленным на основании, регуляторами жесткости в виде прижимных брусьев с возможностью продольного перемещения регуляторов вдоль пластин. Приемник ударов жестко связан при помощи штанги 2, которая может свободно смещаться вдоль оси, с профилированным преобразователем 6 в форме плиты с заданной высотой, с продольным размером нижней грани больше расстояния между пластинами и двумя боковыми гранями, обращенными к пластинам, расположенными под заданным углом к вертикали. Плита в исходном состоянии свободно опирается нижней гранью на пластины с определенной и одинаковой величиной перекрытия с каждой из пластин.The inventive device with flat elastic elements (figure 4) includes a
Пример 2 устройстваDevice Example 2
Устройство с пружинными упругими элементами (фиг.5) также включает основание 3, приемник ударов 1, штангу 2, упругую рабочую часть, регулятор жесткости 8. Упругая рабочая часть состоит из двух или нескольких осесимметрично расположенных навстречу друг другу подпружиненных штоков 5, встроенных в основание, концы штоков контактируют с преобразователем, который в зоне контакта со штоками имеет форму двух последовательно расположенных усеченных конусов 7 и 10 с различными углами конусности (у верхнего угол меньше, чем у нижнего), высота нижнего конуса 10 выбирается равной величине упругой деформации разрушаемого предмета, суммарная высота двух конусов должна быть равна максимальной деформации разрушаемого предмета, регулятор жесткости представляет собой винтовую заглушку 8 с заходным участком для навивки части пружинных упругих элементов 4, жесткость пружин должна быть подобрана таким образом, чтобы максимальное усилие нагрузки на приемник при его смещении вниз было равно величине разрушающей нагрузки.A device with spring elastic elements (Fig. 5) also includes a
Устройство с плоскими упругими элементами (фиг.4) работает следующим образом.A device with flat elastic elements (figure 4) works as follows.
В момент контакта ударной конечности с приемником ударов 1 начинается смещение ξ приемника и жестко связанного с ним преобразователя 6. Смещение преобразователя приводит к изгибу плоских упругих элементов с появлением сил взаимодействия, пропорциональных величине смещения. По мере изгиба элементов (пластин) увеличивается расстояние между ними. Пока это расстояние не сравняется с длиной нижней грани преобразователя, диаграмма F(ξ) будет представлять собой отрезок прямой (первый этап смещения приемника и преобразователя), подобно участку 18 диаграммы разрушаемого предмета F(δ) (фиг.2). На следующем этапе смещения происходит проскальзывание боковых граней преобразователя вдоль торцов пластин. Пластины при этом продолжают прогибаться, но прирост сил взаимодействия между преобразователем и упругими элементами по мере смещения преобразователя происходит с меньшим градиентом, чем на первом этапе. Диаграмма F(ξ) на втором этапе имеет вид прямой линии, имеющей меньший угол наклона к горизонту по сравнению с участком диаграммы на первом этапе (подобно зоне 19 фиг.2). Когда расстояние между торцами пластин сравняется с длиной верхней грани плиты, произойдет с относительно небольшим усилием продавливание преобразователя через пластины с резким снижением до нуля ударной нагрузки (подобно зоне 20 на фиг.2). Таким образом, с помощью заявляемого устройства можно, в отличие от прототипа, моделировать характер изменения ударной нагрузки подобно диаграмме разрушаемого предмета. Целенаправленно задавая размеры преобразователя и устанавливая регулятором уровень жесткости пластин, можно обеспечить опытным или расчетным путем не только качественную, но и количественную идентичность диаграмм F(ξ) и F(δ).At the moment of contact of the shock limb with shock receiver 1, the displacement ξ of the receiver and transducer 6 rigidly connected to it begins. The displacement of the transducer leads to the bending of flat elastic elements with the appearance of interaction forces proportional to the displacement. As the elements (plates) bend, the distance between them increases. Until this distance is equal to the length of the lower face of the transducer, the diagram F (ξ) will be a straight line segment (the first stage of the displacement of the receiver and transducer), similar to
Принцип расчетного подхода определения значений определяющих параметров можно пояснить с помощью схемы фиг.6. На этой схеме сплошными линиями показано исходное положение преобразователя и пластин, пунктирными линиями - их положение, когда расстояние между торцами пластин равно длине нижней грани плиты, что соответствует границе перехода от первого этапа смещения преобразователя ко второму. На этой границе из условия идентичности диаграмм F(ξ) и F(δ) следует, что смещение преобразователя, равное величине прогиба пластин, должно составлять ξ=δп, а нагрузка на каждую из пластин равна Fп/2. Величина перекрытия t выбирается из условияThe principle of the calculation approach for determining the values of the determining parameters can be explained using the scheme of Fig.6. In this diagram, solid lines show the initial position of the transducer and plates, and dashed lines show their position when the distance between the ends of the plates is equal to the length of the lower edge of the plate, which corresponds to the boundary of the transition from the first stage of the transducer to the second shift. At this boundary, from the conditions for the identity of the diagrams F (ξ) and F (δ), it follows that the displacement of the transducer, equal to the deflection of the plates, should be ξ = δп, and the load on each of the plates is equal to Fп / 2. The amount of overlap t is selected from the condition
t=L-S. Для упругой консольно защемленной пластины толщиной h, шириной b и длиной L связь прогиба с нагрузкой на этой границе выражается известной формулой:t = L-S. For an elastic cantilevered clamped plate of thickness h, width b, and length L, the relationship between the deflection and the load at this boundary is expressed by the well-known formula:
где Е - модуль упругости материала пластины.where E is the modulus of elasticity of the plate material.
Для конкретно выбранной пластины, например, из стального сплава с известным модулем упругости можно на основе формулы (1) рассчитать длину незащемленной части пластины, определяющей расположение регулятора жесткостиFor a specifically selected plate, for example, of a steel alloy with a known modulus of elasticity, it is possible, on the basis of formula (1), to calculate the length of the non-clamped part of the plate that determines the location of the stiffener
Если допустить, что форма изогнутой части пластины близка к дуге окружности, тогда эту часть можно рассматривать как половину дуги сегмента высотой ξ и хордой, равной 2S. В этом случае по известным формулам для элементов сегмента можно рассчитать разницу между длиной дуги и хорды, которая должна быть равна двойной величине перекрытия (2t). На такую величину длина нижней грани плиты должна быть больше исходного фиксированного расстояния между пластинами. Таким образом, по приведенной выше расчетной схеме можно определить (выбрать) параметры преобразователя и упругой рабочей части, при которых обеспечивается идентичность диаграмм F(ξ) и F(δ) на первом участке. По аналогичной схеме можно определить высоту плиты d и угол наклона ее боковых граней α, при которых реализуются требуемые условия (ξ=δр, F=Fp) на границе второго и третьего участков.If we assume that the shape of the curved part of the plate is close to the arc of a circle, then this part can be considered as half the arc of a segment of height ξ and a chord equal to 2S. In this case, using the well-known formulas for the segment elements, we can calculate the difference between the length of the arc and the chord, which should be equal to the double value of the overlap (2t). By such a value, the length of the lower face of the plate should be greater than the initial fixed distance between the plates. Thus, according to the above calculation scheme, it is possible to determine (select) the parameters of the transducer and the elastic working part, at which the diagrams F (ξ) and F (δ) are identical in the first section. According to a similar scheme, it is possible to determine the height of the plate d and the angle of inclination of its side faces α, at which the required conditions (ξ = δр, F = Fp) are realized at the boundary of the second and third sections.
В устройстве с пружинными упругими элементами (фиг.5) усилие на штоке изменяется пропорционально его смещению. В частном случае выполнения нижнего конуса преобразователя с углом при вершине, равным π/2 (фиг.7), смещение штока при контакте с этим конусом равно смещению преобразователя ξ. Для обеспечения идентичности диаграмм F(ξ) и F(δ) общая высота преобразователя d должна быть равна δр, а высота нижнего конуса (d-с)=δп.Усилие на каждом штоке при контакте с верхней границей нижнего конуса должно быть равно Fп/2, максимальное усилие при контакте сIn a device with spring elastic elements (figure 5), the force on the rod varies in proportion to its displacement. In the particular case of performing the lower cone of the transducer with an angle at the apex equal to π / 2 (Fig. 7), the displacement of the rod in contact with this cone is equal to the displacement of the transducer ξ. To ensure the identity of the diagrams F (ξ) and F (δ), the total height of the transducer d should be equal to δр, and the height of the lower cone (d-с) = δp. The force on each rod in contact with the upper boundary of the lower cone should be equal to Fп / 2, the maximum force in contact with
верхним конусом (в районе его верхней границы) - Fp/2. Требуемую жесткость k пружинного упругого элемента можно рассчитать по зависимости k=Fп/2δп. Угол конусности β верхнего конуса должен быть меньше π/4 (в этом случае наклон отрезка прямой на втором участке диаграммы F(ξ) будет меньше, чем на первом участке). Чтобы избежать возможных уступов на диаграмме, граница перехода конусов преобразователя должна быть скруглена.the upper cone (in the region of its upper boundary) - Fp / 2. The required stiffness k of the spring elastic element can be calculated from the dependence k = Fп / 2δп. The cone angle β of the upper cone should be less than π / 4 (in this case, the slope of the line segment in the second section of the diagram F (ξ) will be less than in the first section). In order to avoid possible ledges in the diagram, the transition boundary of the converter cones should be rounded.
Авторы настоящей заявки провели исследование зависимости F(δ) при разрушении с помощью пресса досок из древесины хвойных пород с типовыми размерами 330×210×24 мм. Согласно результатам исследований, предельная средняя величина упругой деформации доски δп составляет 6 мм при нагрузке Fп=900 Н (92 кгс). Максимальная деформация доски δр достигает 14 мм при разрушающей нагрузке Fp=1075 Н (110 кгс). В соответствии с расчетами по приведенным выше методикам, на устройстве с плоскими упругими элементами можно обеспечить диаграмму F(ξ), близкую к диаграмме F(ξ) для доски, при следующем варианте (возможны и другие варианты) соотношений размеров преобразователя (плиты) и упругих элементов (пластин):The authors of this application conducted a study of the dependence F (δ) during the destruction using a press of boards made of coniferous wood with typical dimensions of 330 × 210 × 24 mm. According to the research results, the limiting average value of the elastic deformation of the board δp is 6 mm at a load of Fp = 900 N (92 kgf). The maximum deformation of the board δp reaches 14 mm with a breaking load of Fp = 1075 N (110 kgf). In accordance with the calculations according to the above methods, on a device with flat elastic elements, it is possible to provide a diagram F (ξ) close to the diagram F (ξ) for a board, with the following option (other options are possible) the ratio of the dimensions of the transducer (plate) and elastic elements (plates):
При смещении регулятора можно плавно снижать или увеличивать максимальную величину нагрузки, при которой происходит проталкивание преобразователя через пластины.By shifting the regulator, it is possible to smoothly reduce or increase the maximum value of the load at which the transducer is pushed through the plates.
Пример реализации.Implementation example.
Для проверки заявленных технических решений была изготовлена модель устройства с плоскими упругими элементами в виде закаленных пластин из стального сплава толщиной 1 мм и шириной 150 мм. Приемник ударов был совмещен с преобразователем и имел размеры, как у разбиваемой доски. При размерах длины незащемленной части пластины 35 мм и величине перекрытия 2 мм были проведены эксперименты по ударному продавливанию преобразователя через упругие элементы падающим грузом массой 2 кг. По такому же методу проводились контрольные испытания с разбиванием стопки из двух досок (согласно расчетным оценкам, при указанных размерах модели устройства должны воспроизводиться ударные характеристики разрушения такой стопки досок). Эксперименты показали, что значения энергий продавливания преобразователя и разрушения досок были близки друг к другу.To verify the claimed technical solutions, a device model was made with flat elastic elements in the form of hardened plates of steel alloy with a thickness of 1 mm and a width of 150 mm. The shock receiver was combined with the transducer and had the dimensions of a broken board. With dimensions of the length of the non-clamped part of the plate 35 mm and the overlap of 2 mm, experiments were carried out to shock punch the transducer through elastic elements with a falling load of 2 kg. By the same method, control tests were carried out with breaking a stack of two boards (according to estimates, at the indicated dimensions of the device model, the impact characteristics of the destruction of such a stack of boards should be reproduced). The experiments showed that the values of the bursting energy of the transducer and the destruction of the boards were close to each other.
Предлагаемое изобретение может быть использовано в различных видах восточных единоборств или в системе армейского рукопашного боя при подготовке к испытаниям или соревнованиям по раскалыванию твердых предметов (образцов) руками или ногами (тест «тамэсивари»), совершенствовании техники и эффективности ударов, укреплении ударных конечностей, закалке ударных поверхностей.The present invention can be used in various types of martial arts or in the system of army hand-to-hand combat in preparation for trials or competitions in breaking solid objects (samples) with hands or feet (tameshivari test), improving the technique and effectiveness of strikes, strengthening shock limbs, hardening shock surfaces.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013124219/12A RU2528969C2 (en) | 2013-05-28 | 2013-05-28 | Method and device of simulation of strike characteristics during practicing strikes on simulators in martial arts |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013124219/12A RU2528969C2 (en) | 2013-05-28 | 2013-05-28 | Method and device of simulation of strike characteristics during practicing strikes on simulators in martial arts |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013124219A RU2013124219A (en) | 2013-10-20 |
RU2528969C2 true RU2528969C2 (en) | 2014-09-20 |
Family
ID=49357026
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013124219/12A RU2528969C2 (en) | 2013-05-28 | 2013-05-28 | Method and device of simulation of strike characteristics during practicing strikes on simulators in martial arts |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2528969C2 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2054844C2 (en) * | 1994-02-07 | 1996-02-20 | Эдуард Иосифович яновский | DEVICE FOR DETERMINING SHOCK FORCE |
RU2001124925A (en) * | 2001-09-12 | 2003-07-27 | Владимир Николаевич Гладченко | Sports simulator for measuring the dynamic characteristics of shock and jerk movements |
RU2322279C1 (en) * | 2006-08-28 | 2008-04-20 | Владимир Николаевич Савельев | Method of measuring dynamic parameters of strike characterizing power |
RU95534U1 (en) * | 2009-12-24 | 2010-07-10 | Михаил Юрьевич Шилов | SPORTS SIMULATOR FOR EXERCISING THE IMPACT TECHNIQUE OF CAMERTON SHILOVA SHOCK |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2212920C2 (en) * | 2001-09-12 | 2003-09-27 | Гладченко Владимир Николаевич | Sportive exerciser for measuring dynamic characteristics of blow and jerky motions |
-
2013
- 2013-05-28 RU RU2013124219/12A patent/RU2528969C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2054844C2 (en) * | 1994-02-07 | 1996-02-20 | Эдуард Иосифович яновский | DEVICE FOR DETERMINING SHOCK FORCE |
RU2001124925A (en) * | 2001-09-12 | 2003-07-27 | Владимир Николаевич Гладченко | Sports simulator for measuring the dynamic characteristics of shock and jerk movements |
RU2322279C1 (en) * | 2006-08-28 | 2008-04-20 | Владимир Николаевич Савельев | Method of measuring dynamic parameters of strike characterizing power |
RU95534U1 (en) * | 2009-12-24 | 2010-07-10 | Михаил Юрьевич Шилов | SPORTS SIMULATOR FOR EXERCISING THE IMPACT TECHNIQUE OF CAMERTON SHILOVA SHOCK |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013124219A (en) | 2013-10-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103604578B (en) | Large-scale high-magnitude horizontal impact test stand based on pneumatic type | |
Cho et al. | Repeated lateral impacts on steel beams at room and sub-zero temperatures | |
CN101975701B (en) | Concrete fracture test system and test method thereof | |
Wang et al. | Internally nested circular tube system subjected to lateral impact loading | |
CN109520696B (en) | Multi-point multi-directional drop hammer impact device and test method | |
Follansbee et al. | High strain rate compression testing | |
Cadoni et al. | Modified Hopkinson bar technologies applied to the high strain rate rock tests | |
CN105547871A (en) | Experimental apparatus and method for static-pressure rock impact tunnel destroy | |
RU2528969C2 (en) | Method and device of simulation of strike characteristics during practicing strikes on simulators in martial arts | |
JP5852981B2 (en) | Evaluation Method of Impact Bending / Shearing Properties of Materials | |
Masri | Analytical and experimental studies of a dynamic system with a gap | |
Lee | A unified model for analyzing free vibration and buckling of end-bearing piles | |
Bragov et al. | Dynamic properties of stainless steel under direct tension loading using a simple gas gun | |
Liu et al. | Cyclic behavior of Q345GJ steel used in energy dissipation shear links | |
Goyder et al. | Measurement of damping due to bolted joints | |
CN207779660U (en) | A kind of impact amplifier | |
CN108133645B (en) | Impact experiment device and method | |
Pavilaynen | Elastic-plastic deformations of a beam with the SD-effect | |
US8865989B1 (en) | Kinetic measurement of piano key mechanisms for inertial properties and keystroke characteristics | |
CN104502953B (en) | Adjustable force-transmitting type continuous drop hammer suitable for multi-point seismic oscillation indoor experiment | |
Brill et al. | Diaphragm gauge for measuring explosive impulse | |
RU140453U1 (en) | DEVICE FOR EXECUTING SHOCK IN SINGLE COMBAT (MODUS) | |
CN108387463B (en) | High overload loading device based on structural vibration under stress wave transmission loading | |
CN103308385A (en) | Determination method for dynamic modulus numerical value of graded broken stone | |
Hasan et al. | 01.07: Numerical investigation on the semi‐rigid behaviour of austenitic stainless steel connections |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170529 |