2.2.4 Nekonvencionalni aktuatorji
Pri nekonvencionalnih aktuatorjih pretvorniki energije uporabljajo principe, ki so vezani direktno na atomsko strukturo materiala. Tako navadno izrabljajo posebne lastnosti različnih zlitin, piezoelektričnih materialov ali polimernih gelov [2].
Piezoelektrični aktuatorji za princip delovanja izrabljajo piezoelektrične materiale, ki ob deformaciji generirajo električni naboj ali obratno. Takšni aktuatorji so lahko zelo majhni in lahki, saj imajo visoko gostoto energije. Lahko so linearni ali rotacijski. Na sliki 2.4 je prikazan primer rotacijskega piezoelektričnega aktuatorja [2].
Teoretične osnove
7 Slika 2.4: Rotacijski piezoelektrični aktuator [2]
Ko na piezoelektrični element generiramo razliko v naboju, se piezoelektrični element razteza in potisne na rotor, ki se zavrti zaradi visokega trenja med njima, za kar dodatno poskrbi tudi vzmet. Ko na piezoelektričnem elementu ni več naboja, se ta vrne v prvotno stanje, rotor pa ostane tako, kot je bil ob potisku. To gibanje se hitro ponavlja in rotor se vrti. Gibanje tako ni linearno, ampak sinusoidno. Taki aktuatorji lahko proizvedejo velike momente, vendar je izdelava komplicirana, kar pomeni, da so tudi cene visoke [2].
Ultrazvočni aktuator prav tako uporablja piezoelektrične elemente. V elastičnem disku ali obroču iz piezoelektričnega materiala generiramo širjenje vala, ki povzroči, da se površina diska premika eliptično. Ta površina je v kontaktu s premikajočim delom aktuatorja oziroma z gredjo, v kolikor je aktuator rotacijski. Vibracije, ki jih generiramo na disku, so nad 20 kHz, v ultrazvočnem območju [2].
Kot pretvornik energije se v aktuatorjih uporabljajo tudi kovine z oblikovnim spominom.
To so jeklene zlitine, ki pretvarjajo toploto v mehanske deformacije. Ko tako zlitino segrejemo do te mere, da se spremeni martenzitna struktura v avstenitno, se struktura povrne nazaj v tako, kot jo je material imel, preden se je zgodil prehod v martenzitno strukturo. Tak aktuator navadno poskrbi za segrevanje materiala tako, da skozenj teče električni tok. Če se zlitina ne segreje dovolj, nanjo lahko namestimo še upore [2].
Aktuator s polimernim gelom deluje na podlagi različnih polimernih gelov, ki generirajo raztezke, če dobivajo dražljaje, ki so lahko termične, kemične ali električne narave. Glede na tip dražljajev, ki jih polimer potrebuje za delovanje in glede na kemijsko sestavo polimera, obstaja več vrst gelov. Najpogosteje uporabljeni so PAA (dražljaji na podlagi spremembe pH vrednosti), NIPA (termični dražljaji) in PAM (električni dražljaji) [2].
2.3 Teorija jermenskih gonil
Jermenska gonila se običajno uporabljajo za prenos moči med dvema vrtečima elementoma. Področje uporabe je zelo široko, saj se uporabljajo tako v avtomobilski industriji, kot tudi v domačih aplikacijah. Taki mehanski sistemi vsebujejo jermenice in jermene, ki so med seboj preko trenja, v dinamičnem kontaktu. Napetosti po jermenu se
razlika nabojev
Teoretične osnove
8
zaradi različnih fizikalnih pojavov spreminjajo med obratovanjem. Življenjska doba jermenov je v prvi vrsti odvisna od velikosti napetosti, ki nastane v jermenu ob prenašanju moči. Življenjska doba jermena je tudi zmanjšana zaradi trenja, ki se pojavi ob kontaktu z jermenico, saj ta povzroči nekakšno gubanje in plazenje jermena, kar na dolgi rok lahko poškoduje površino jermena. To povzroči spremenjene lastnosti trenja in med obratovanjem pride do hrupa. Jermenice so po navadi izdelane iz jekla, jermeni pa iz kompozitnih materialov. Na sliki 2.5 je prikazan osnovni princip delovanja jermenskega prenosa [4].
Slika 2.5: Jermensko gonilo [5]
Osnoven princip prikazuje dve jermenici, ki sta med seboj oddaljeni za medosno razdaljo 𝑎. Prva je gonilna, druga pa gnana. Povezani sta z jermenom. Jermen ima na vsakem mestu enako hitrost 𝑣, kar pomeni, da sta obodni hitrosti prve in druge jermenice enaki. Ker pa sta premera jermenic različna, sta različni tudi kotni hitrosti. Ker, če ne upoštevamo izgub, moč po celotnem sistemu ostane enaka, sta različna tudi momenta na gredeh jermenic.
𝛽1𝑖𝑛 𝛽2sta objemna kota posameznih jermenic. To sta kota, ki opisujeta, v katerem območju jermenice sta jermen in jermenica v kontaktu [5].
Dobre lastnosti jermenskih prenosnikov moči so enostavna konstrukcija in preprosto vzdrževanje. Takšni sistemi lahko prenašajo moč tudi med zelo velikimi medosnimi razdaljami. Ker je jermen, ki je napet med jermenicama relativno prožen, že sam po sebi duši vibracije, ki se pojavijo na gredeh. Možno je tudi poganjanje več gredi z enim jermenom [5].
Seveda se pojavijo tudi slabosti takih prenosnikov moči. Če uporabimo jermen, ki prenaša moč s trenjem, se lahko pojavi zdrs. Z uporabo zobatih jermenov se sicer znebimo zdrsa, a tako pride do nekoliko večjega hrupa. Jermenski prenosi so tudi občutljivi na vplive iz okolja [5].
Teoretične osnove
9
2.3.1 Eitelweinova enačba
Za potrebe izračuna sil in napetosti v jermenu si bomo najprej nekoliko bolj podrobno pogledali dogajanje, kjer je jermen v kontaktu z jermenico. Pogledali si bomo razmere ob konstantni hitrosti jermena. Če vzamemo primer iz slike 2.5 in prerežemo jermen tako, da ostane le manjša od jermenic, dobimo skico prikazano na sliki 2.6 [5].
Slika 2.6: Skica določitve razmerja sil
Na skico smo dodali še vse reakcije, ki nastanejo v jermenu. Prikazan je tudi neskončno majhen izsek jermena (kot izseka d𝜑), ki ga potrebujemo za podrobnejšo analizo. Ker je med jermenom in jermenico prisotno trenje, ki pomaga prenašati navor iz jermenice v silo v jermenu, sili v sicer istem jermenu a v drugih vejah, nista enaki. Razlika, ki nastane med obema silama je enaka obodni sili jermenice. Ta sila se postopoma prenaša v jermen.
Pričetek prenašanja je v prvi točki, kjer se jermen in jermenica dotikata, potem pa se prenese po tistem delu, na katerem jermen objema jermenico (kot 𝛽 na sliki 2.6).
Prenašanje se torej zgodi med točkama označenima z rdečo barvo (slika 2.6).
Če se na eni strani neskončno majhnega izseka jermena pojavi sila 𝑠, se na drugi strani prav tako pojavi sila 𝑠, ki je povečana še za dodaten d𝑠. Ker je jermen napet na jermenico, se pojavita še normalna sila d𝐹𝑁 in z njo povezana sila trenja d𝐹R. Sili povezuje enačba (2.2). [5]
d𝐹R = d𝐹N∙ 𝜇 (2.2)
Pri tem je 𝜇 koeficient trenja.
Zdaj lahko vse sile iz izseka narišemo v poligon sil, iz katerega lahko nato sklepamo o povezavah med njimi. Poligon sil prikazuje slika 2.7 [5].
Teoretične osnove
10
Slika 2.7: Poligon sil – razmerje med silama
Ker d𝜑 limitira proti 0, lahko predpostavimo še relacije prikazane z enačbama [5]:
s ∙ dφ≈d𝐹N (2.3)
ds≈d𝐹R (2.4)
Enačbo (2.3) razvijemo naprej, ob tem pa upoštevamo (2.4) in (2.2). Dobimo enačbo (2.5) [5]:
Ko obe strani še integriramo, dobimo povezavo med silama 𝑠1 in 𝑠2 (enačba (2.6)). Pri tem opazimo, da je razmerje med silama odvisno le od trenja med jermenom in jermenico 𝜇, ter od objemnega kota 𝛽 [5].
s1 =s2∙ 𝑒μ∙β (2.6)
2.3.2 Napetosti v jermenu
V jermenu se pojavijo tri vrste napetosti. Če želimo določiti maksimalno napetost, moramo najprej izračunati vse tri napetosti, preveriti, v kateri točki pride do maksimalne obremenitve in sešteti tiste napetosti, ki tam nastopijo [5].
Teoretične osnove
11 Prva napetost, ki se pojavi v jermenu, je napetost zaradi sile v jermenu. To izračunamo po definiciji natezne napetosti tako, da silo delimo s površino jermena (2.7). Pojavita se še napetost zaradi centrifugalne sile in napetost zaradi upogiba jermena čez jermenico. Ti dve napetosti si bomo podrobneje pogledali v naslednjih podpoglavjih [5].
𝜎1,2=𝑠1,2
𝐴 (2.7)
2.3.2.1 Napetost zaradi centrifugalne sile v jermenu
Ker je jermen podvržen krožnemu gibanju in ima maso, se v jermenu pojavi tudi centrifugalna sila, ki prav tako povzroči napetost. Za analizo centrifugalne sile zopet vzamemo jermensko gonilo iz slike 2.5 in ga odrežemo, tako kot na sliki 2.6. Razlika je le v tem, da tokrat opazujemo, kaj se dogaja s silami, ko ima jermenica le kotno hitrost, moment, ki ga prenaša, pa je enak nič. Skica je prikazana na sliki 2.8. Jermen ima obodno hitrost 𝑣, ki je navadno poznana [5].
Slika 2.8: Vpliv centrifugalne sile
Zopet smo izrezali neskončno majhen izsek s kotom d𝜑. Ker tokrat v jermenu ni drugih obremenitev, se na koncih neskončno majhnega izseka pojavi samo sila v jermenu, ki nastane zaradi centrifuge 𝑠c. Ker je to samo delček jermena v radialni smeri, je centrifugalna sila d𝐹C. To silo lahko izračunamo z izrazom, ki je prikazan z enačbo (2.8) [5]:
d𝐹C=r ∙ 𝜔2∙ d𝑚 (2.8)
Sedaj lahko zopet narišemo poligon sil. Prikazan je na sliki številka 2.9.
Teoretične osnove
12
Slika 2.9: Poligon sil – centrifugalna sila
Iz tega poligona sil lahko zapišemo enačbo (2.9), nato uporabimo še zvezo zapisano z enačbo (2.8). Nato razbijemo d𝑚, kot je prikazano v enačbi (2.10) in to uporabimo v (2.9).
Uporabimo še zvezo med obodno in kotno hitrostjo (2.11). Dobimo končno enačbo za silo, ki nastane v jermenu kot posledica centrifuge (2.12). Da dobimo napetost, to silo po definiciji delimo še s presekom jermena (2.13) [5].
𝑠c∙ d𝜑 ≈d𝐹C=r ∙ 𝜔2∙ d𝑚 (2.9)
d𝑚 = 𝜌 ∙ d𝑉 = 𝜌 ∙ 𝐴 ∙ 𝑟 ∙d𝜑 (2.10)
𝑣 = 𝜔 ∙ 𝑟 (2.11)
𝑠c= 𝜌 ∙ 𝐴 ∙ 𝑣2 (2.12)
𝜎c= 𝜌 ∙ 𝑣2 (2.13)
Opazimo, da je napetost v jermenu zaradi centrifugalne sile, odvisna le od gostote jermena ter od obodne hitrosti jermena. Zdaj potrebujemo le še napetost, ki nastane zaradi upogiba jermena čez jermenico [5].
2.3.2.2 Napetost zaradi upogiba jermena čez jermenico
Ker jermen upogibamo čez okroglo jermenico, v jermenu pride do deformacije in do upogibnih napetosti [5].
Za analizo upogibnih napetosti naredimo skico delčka upognjenega jermena. Skica je prikazana na sliki 2.10 [5].
Teoretične osnove
13 Slika 2.10: Analiza upogibne napetosti v jermenu
Ker dolžina na nevtralni osi (od točke 1 do točke3) vedno ostane enaka, lahko to dolžino vzamemo za prvotno dolžino neukrivljenega izseka. Sprememba dolžine, ki se pojavi zaradi deformacije, je od točke 4 do točke 5. Definicija deformacije je razmerje med spremenjeno dolžino in prvotno dolžino. To prikazuje enačba (2.14) [5]:
𝜀u=∆𝑙
𝑙0 (2.14)
Upoštevamo še, da je polmer krivljenja enak polmeru od središča jermenice, do nevtralne osi jermena (od točke 1 do točke 2). Ker so jermeni navadno zelo tanki, lahko predpostavimo, da je ta polmer enak polmeru jermenice. ℎ je višina jermena. Zdaj lahko zapišemo prvotno dolžine neukrivljenega izseka d𝑙 (2.15) in spremembo dolžine, ki nastane ob krivljenju dd𝑙 (2.16) [5]:
d𝑙 = 𝑟 ∙d𝜑 (2.15)
dd𝑙 =ℎ
2∙d𝜑 (2.16)
Obe relaciji dodamo v enačbo (2.14) in dobimo enačbo (2.17) [5]:
𝜀u= ℎ 2 ∙ 𝑟=ℎ
𝑑 (2.17)
Da pridemo do napetosti, vzamemo definicijo za napetost iz Hookovega zakona, prikazano z enačbo (2.18) [5]:
𝜎u= 𝐸 ∙ 𝜀u (2.18)
Teoretične osnove
14
Pri tem je 𝐸 modul elastičnosti jermena. Zdaj v to enačbo vstavimo še enačbo (2.17) in dobimo končno enačbo za upogibno napetost v jermenu (2.19) [5]:
𝜎u= 𝐸 ∙ℎ
𝑑 (2.19)
Opazimo, da je upogibna napetost v jermenu odvisna od modula elastičnosti jermena 𝐸, višine jermena ℎ in premera upogibanja oziroma premera jermenice [5].
2.3.2.3 Skupna napetost v jermenu
Ko imamo vse napetosti, lahko okoli jermena in jermenic izrišemo graf napetosti. Tak graf je prikazan na sliki 2.11 [5].
Slika 2.11: Napetosti v jermenu
Na sliki so označene točke, kjer se nahajajo maksimumi skupnih napetosti. Prva napetost je napetost, ki nastane zaradi centrifugalne sile 𝜎c. Ta napetost je konstantna po celotnem jermenu. Ker je gonilna jermenica prva jermenica (na levi strani), je 𝜎1večja kakor 𝜎2, med njima pa je, tako na levi kot na desni strani, zvezen prehod po obodu jermenice. Ker je leva jermenica manjša kakor desna, je upogibna napetost, ki se pojavi v jermenici, tam večja.
Ta napetost je konstantna po obodu jermenic, ker je jermen deformiran, na ravnem delu jermena pa te napetosti ni. Tako lahko sklepamo, da je največja napetost, ki se pojavi v jermenu, v točki 1. Ker so vse napetosti enake vrste (vse so normalne napetosti), jih lahko med seboj preprosto seštejemo. Maksimalna napetost v jermenu je prikazana z enačbo (2.20). To je torej napetost, ki jo moramo primerjati z dopustno, če želimo preveriti, če jermen zdrži statično obremenitev [5].
Teoretične osnove
15
𝜎max= 𝜎c+ 𝜎s1+ 𝜎u1 (2.20)
Na tem mestu je potrebno poudariti tudi to, da se v jermenu pojavlja tudi ciklična utrujenost. Napetosti prikazane na sliki 2.11, se namreč nahajajo vedno na enakih mestih, jermen pa se vrti [5].
2.4 Sintetična vlakna
Naravna vlakna, kot sta volna in svila, so poznani že na tisoče let, nekoliko kasneje pa so bila odkrita še bombaž, lan in podobna naravna vlakna. Uporaba naravnih vlaknin je skozi leta postajala vse večja, saj so se razvijali vedno boljši postopki izdelovanja vlaken. V zadnjih 80 letih pa se začenja pridobivanje in razvoj umetnih ali sintetičnih vlaken. Sprva so bila taka vlakna le alternativa naravnim vlaknom, a je njihova uporaba skozi leta konstantno rasla. Danes prevladuje uporaba sintetičnih vlaken [6].
Sintetična vlakna so vlakna, ki jih ni moč najti v naravi, so namreč umetno ustvarjena s kemičnimi procesi. Vlakna so tanke niti, ki imajo eno dimenzijo precej večjo kot drugi dve. Navadno gre za tanke niti s premerom manjšim od 250 µm, razmerje med premerom in dolžino pa je večje kot 100. Uporabna so za različne namene. Uporabljajo se v tekstilni industriji za izdelovanje oblačil, za izdelovanje vrvi ter za izdelovanje kompozitnih materialov [6].
Sintetična vlakna imajo visok modul elastičnosti in natezno trdnost. Imajo majhno razteznost. Materialne lastnosti se jim močno poslabšajo, če se na njih pojavijo že majhne razpoke. Pojavljajo se v kontinuirani obliki ali v končnih dolžinah različnih dimenzij.
Zanje je značilno, da imajo nizko gostoto. Atomi v vlaknih so povezani s kovalentnimi vezmi. Po navadi izkazujejo anizotropne lastnosti [6].
Najpogostejše uporabljena sintetična vlakna so:
- Steklena vlakna: ta vlakna so izdelana iz stekel različnih kemičnih sestav.
Sestavljena so iz 50 %–60 % SiO2, dodani pa so oksidi berilija, molibdena, kalija, bora, železa in aluminija. Ta vlakna so po mehanskih lastnostih nekoliko slabša kot ostala sintetična vlakna, a še vedno primerljiva. Ker je cena takih vlaken precej nižja od drugih, so zelo pogosto uporabljena.
- Ogljikova vlakna: vlakna so skoraj v celoti izdelana iz ogljika. Izmed vseh vlaken imajo največjo natezno trdnost. Pri ogljikovih vlaknih se za razliko od naravnih in steklenih vlaken pri sobni temperaturi ne pojavi napetostna korozija. Odlična so tudi za uporabo pri visokih temperaturah.
- Aramidna vlakna: aramidna vlakna imajo sicer nekoliko nižjo natezno trdnost in modul elastičnosti kot ogljikova vlakna, a so bolj žilava in lahko absorbirajo več energije. So odporna na ogenj. Tipičen predstavnik takih vlaken je zelo razširjen kevlar [6][8][9].
Teoretične osnove
16
2.4.1 Kevlar
Kevlar je aramidno sintetično vlakno z visokim modulom elastičnosti in visoko natezno trdnostjo, razvito s strani podjetja DuPont. Zaradi izjemnih mehaničnih lastnosti, je uporaba kevlarja zelo široka. Uporablja se za izdelavo oklepov, neprebojnih jopičev, za izdelavo delov letal, ogrodij koles, raznih vrvi in podobno. Je zelo kemično stabilen in ima majhno gostoto. Njegovo razmerje med natezno trdnostjo in gostoto je kar 5-krat boljše kot pri jeklu [10][11].
Kevlar je izdelan s polimerizacijo tereftalne kisline in p–fenilendiamina (PPT) v primernem topilu. Polimer se nato raztopi v žveplovi kislini. Nato iz te usmerjene raztopine izdelajo vlakna v obliki filamenta. Kasneje so vlakna oprana še z raztopino natrijevega karbonata, da se nevtralizira in odstrani žveplova kislina. Večinske vsebnosti osnovnih elementov so ogljik (70,58 %), dušik (11,75 %), vodik (4,23 %). Kemijska struktura kevlarja je prikazana na sliki 2.12 [11].
Slika 2.12: Kemijska struktura kevlarja [11]
Kevlar izkazuje zelo anizotropne mehanične lastnosti, kar povzroča orientacija molekulskih verig. Mehanske lastnosti so namreč v aksialni smeri precej boljše kot v radialni smeri. Ker vlakna ne izkazujejo večjih deviacij v pravokotni smeri na os, smatramo, da je kevlar radialno izotropen [10].
V tabeli 2.1 so prikazane osnovne mehanske lastnosti kevlarja.
Tabela 2.1: Osnovne mehanske lastnosti kevlarja [12]
kevlar 29 kevlar 49
modul elastičnosti [MPa] 83000 112000 natezna trdnost [MPa] 3600 3600
gostota [kg/m3] 1440 1440 raztezek pri pretrganju [%] 3,6 2,4
Teoretične osnove
17
2.4.2 Dyneema
Dyneema je sintetično vlakno, ki je blagovna znamka podjetja DSM. Je najmočnejše sintetično vlakno na trgu. Ima do petnajstkrat boljše razmerje med gostoto in natezno trdnostjo kot jeklo. Izdelana je iz polietilena, z ultra visoko molekularno težo (UHMWPE – ultra high molecular weight polyethylene) [13].
Dyneema izdelujejo s postopkom, imenovanim »gel spinning«. Pri tem postopku so zelo dolge molekule raztopljene v hlapnem topilu, nato pa so potisnjene skozi nekakšno glavo, ki ima zelo majhne luknjice, skozi katere gredo molekule in tvorijo filament. Glava se vrti in tako se filamenti med seboj prepletejo. Nato ta vlakna še vlečejo, s čimer dosežejo zelo dobro orientiranost makro molekul. Dyneema ima paralelno orientacijo večjo kot 95 % in visoko kristaliničnost (večjo kot 85 %) [13].
Dyneema od ostalih sintetičnih vlaken odstopa predvsem zaradi svoje majhne gostote. Je tudi zelo odporna na abrazijo, vlakna pa so tudi precej odporna na trganje. Temperaturo taljenja ima med 145 °C in 155 °C, kar pomeni, da morata biti tako temperatura, pri kateri se bodo izdelki iz dyneeme uporabljali, kot tudi izdelava in manipuliranje, precej nižje od te temperature. Kljub temu raziskave kažejo, da se mehanske lastnosti ne spremenijo, če se med obdelavo približamo temperaturi tališča, vendar le za kratek čas [13].
Vlakna iz dyneeme ne prevajajo električne energije. Je neopazna za radarske valove in X- -žarke. Zvočna hitrost v izdelkih, narejenih iz dyneeme, je zelo velika, zato je primerna tudi za izdelavo membran za zvočnike. Poleg tega se uporablja še za izdelavo vrvi, oklepov za telo, zaščitne opreme in podobno [13].
V tabeli 2.2 so prikazane splošne mehanske lastnosti dyneeme.
Tabela 2.2: Splošne mehanske lastnosti dyneeme [14]
dyneema
modul elastičnosti [MPa] 109000–132000 natezna trdnost [MPa] 3300–3900
gostota [kg/m3] 970 raztezek pri pretrganju [%] 3,0–4,0
2.5 Vpliv vozlov na nosilnost vrvi
Skoraj vsi sistemi, kjer se uporabljajo vrvi, vsebujejo tudi vozle. Zato je pomembno, da razumemo in upoštevamo tudi, kako se obnašajo vozli na vrvi, oziroma kako znižajo nosilnost vrvi 56[15].
Nosilnost na vozlu je zmožnost prenašanja obremenitve na vrvi, preden se vrv pri vozlu pretrga. To je ena izmed osnovnih lastnosti posameznega vozla in varnosti, tako vozla, kot tudi celotnega sistema vrvi. Če predpostavimo enakomerne materialne pogoje po celotni
Teoretične osnove
18
dolžini vrvi, lahko z različnimi analizami predvidimo nosilnost različnih vozlov in primerjamo, kako različni vozli vplivajo na nosilnost vrvi 56[15] [16].
Najmočnejši del vrvi je tisti del, ki je najbolj raven. Najmočnejši je zato, ker najbolj enakomerno porazdeli obremenitve čez vsa vlakna in vrv ima po celotnem preseku enakomerno napetost. Če je potek vrvi nekoliko ukrivljen, to za vrv že pomeni, da je nosilnost slabša, saj obremenitev ni več porazdeljena enakomerno, Ker vlakna ne prenašajo tlačnih obremenitev, je vsa obremenitev porazdeljena le na tista vlakna, v katerih se pojavi natezna napetost, ki je toliko večja, saj zmanjšamo nosilni presek vrvi [16].
Relativna nosilnost na vozlu je torej najbolj odvisna od stopnje ukrivljenosti prve zanke na vozlu, če gledamo od ravnega oziroma ukrivljenega dela proti vozlu. Bolj kot je prva zanka ukrivljena okoli aksialne smeri vrvi, šibkejši je vozel. Nekateri vozli imajo prve zanke zelo ukrivljene, nekateri pa imajo okrog prvih zank narejen nekakšen ovoj, ki pritisne na ta del vozla, kar zmanjša obremenitev na prvo zanko. Lokacija prve zanke vpliva tako na nosilnost na vozlu kot tudi na lokacijo, kjer se vrv pretrga, medtem ko stopnja ukrivljenosti prve zanka vpliva le na nosilnost na vozlu. Stopnje ukrivljenosti in obremenitve na drugih delih vozla, na nosilnost vozla ne vplivajo [16].
Vozel se sicer skoraj nikoli ne pretrga direktno na lokaciji vozla, ampak se po navadi pretrga na tistem mestu, kjer ravni del vrvi prične vstopati v vozel, torej direktno pred vozlom [16].
Če ima vrv brez vozlov 100 % nosilnost, imajo naslednji vozli takšen vpliv na nosilnost vrvi:
Prototipiranje je eden izmed najpomembnejših segmentov pri razvoju produkta. S prototipi namreč lahko preverimo funkcionalnost in potencialne težave pri delovanju oziroma pri proizvajanju ali testiranju izdelka, še preden se gre v nakup zelo dragih serijskih orodij.
Pred postopki hitrega prototipiranja, so prototipe ročno izdelovali izkušeni mojstri, kar je
Teoretične osnove
19 pomenilo, da se je proces razvoja produkta podaljšal za nekaj tednov ali celo mesecev. Ker je bil čas izdelave posameznega prototipa zelo dolg, je to pomenilo, da so lahko s prototipi preizkusili le nekaj iteracij konstrukcij istega izdelka, kar je večkrat privedlo do tega, da posamezni kosi produkta niso bili optimizirani ali celo, da niso delovali pravilno [17].
V zadnjih nekaj desetletjih se ravno zaradi teh razlogov s pomočjo novih tehnologij, vse
V zadnjih nekaj desetletjih se ravno zaradi teh razlogov s pomočjo novih tehnologij, vse