У нескольких лыж, проехавших по моему датчику, тоже есть третий горб, но не так явно выраженный, как на представленной картинке. Но ещё на двух лыжах его вообще не было. Надо выяснять.
на спуске, если колея имеет вертикальный профиль, возможно появление большой периодической силы направленной вниз-вверх. А если еще учесть, что колея можеть быть неровной, то точек контакта может быть и три.
Нашел ответ через 17 лет:). Все выстроилось в логичную систему на основе теории колебаний. Понимание физической сути может сильно помочь в подборе лыж для конкретных условий снежной трассы. Ссылка на первоначальные эксперименты немного изменилась https://www.vector-ski.ru/ru/_ski_test.htm Вот любопытно, будет сейчас это кому-то интересно. Подход к информации у аудитории скиспорта очевидно сильно изменился.
Александр, здорово, что вы этим занимаетесь! Можете более четко определить термины которыми вы пользуетесь, и картинки в более читаемом масштабе с подмисями осей и измеряемых величин? Что вы понимаете под ожижением? Вряд-ли растопление снега на слой 1-1.5 мм... Какова математическая модель волны уплотнения перед лыжей? (звук в твердом теле, в сыпучей среде, или что-то иное )
В то же время последний горб, находящийся за пяткой ботинка имеет большую амплитуду и низкую частоту, что будет приводить к большим пластическим деформациям трассы и соответственно к увеличению сопротивления скольжению лыж.
опыт, вроде как, показывает обратное: перемещение веса на пятки или дже за них улучшает выкат... в то времая как задавливание носков при замахе палками в коньке наоборот приводит (почти всегда) к явному тормозу...
По термину "ожижение" в этой ветке ниже есть ответ. Картинки тут на форуме уже много раз приводил и расшифровывал. Например здесь что-то обсуждалось. Можно еще поискать по моим сообщениям и комментариям. Много чего уже написано об этом.
По смещению приложения силы, да сейчас так бы по-другому сказал. Много условий когда это работает, но далеко не всегда. Зависит от характеристик трассы и характеристик лыж.
17 лет назад эти материалы не видел, но пару мыслей скажу сейчас.
1. Если предположить, что в сонограмме по временной оси отложены порядковые значения квантов дискредитации, допустим, 48 кГц, то продолжительность импульса воздействия горба давления составляет около 25 миллисекунд. Полагаю было бы намного нагляднее изобразить сам импульс давления, а не его разложение в ряд Фурье. Сонограмма не показывает знак/фазу. 2. Импульс посередине очень возможно вызван отражением волны давления от поверхности земли (я так понимаю, под снегом асфальт?)
Частота дискретизации 44 кГц. Исходный сигнал ускорений два раза интегрируем и получаем график перемещения от импульса давления. Тем не менее на сонограмме много полезной, нужной информации, которая теряется при интегрировании. Импульс посередине-да это вполне возможно отраженная волна при мягкой колодке лыжи.
Я это к тому, что FFT простого прямоугольного импульса (лыжа наехала-прокатилась-съехала) порождает целый спектр частот, и могут родиться целые волновой теории, в то время как fft попросту не может нормально разложить прямоугольный импульс вследствие неоптимального выбора базовых функций
Здесь проанализирован импульс силы давления в нормальной (вертикальной) Y плоскости и в тангенциальной Х (горизонтальной). Показаны: - осциллограммы и сонограммы ускорений, - осциллограммы и сонограммы скоростей - осциллограммы и сонограммы перемещений
"Полагаю было бы намного нагляднее изобразить сам импульс давления, а не его разложение в ряд Фурье." Импульс ускорений получается, как видим, не совсем прямоугольный. Без обработки на мой взгляд совсем ненаглядно и не информативно.
Александр, напрягите своих программистов. Андрей, если "давления" значит тензодатчик? Помню, в одной из работ Охтонена, была смонтирована их целая панель, припорошенная снегом. Правда им были интересны вертикальные силы отталкивания. Тем не менее, динамика наезда лыжи в колее может быть и более наглядной, если регистрировать последовательные деформации ЧЭ на поверхности снега по двум осям - Х и Y
Отфильтруем высокие частоты. Осциллограмма покажет только часть низкочастотных деформаций. Для каких-то целей это будет полезная информация. Но часть полезного сигнала потеряем и не будем видеть чего-то важного.
Это виброускорение. Его интегрируем, получаем виброскорость, Виброскорость интегрируем, получаем виброперемещение. По графикам перемещения наглядно видно, как и насколько деформируется поверхностный слой снежной трассы каждым участком скользящей поверхности по всей длине лыжи. Да еще замечание. Там показаны сигналы от двух датчиков Y1 и Y2 соответственно, расположенных вниз по склону, на расстоянии друг от друга около 5 метров.
Тензодатчик измеряет деформации тела, на который он наклеен
17.01.2025 09:15
В принципе, вместо акселерометра можно положить в лыжню и динамометр (весы), которые будут измерять нагрузку в реальном времени с помощью тензодатчика.
К конфигуоации эксперимента Александра ещё неплохо было бы добавить акселерометр на саму лыжу, чтобы сопоставить сигналы.
Здесь добавлено даже два датчика. Один для сопоставления сигнала. А другой синхронизирован с ГЛОНАСС, чтобы знать, где и как меняются характеристики системы "лыжа- снежная трасса" по всей длине дистанции.
И доставляет радость. Кто-то попивает пивко перед телевизором и думает про лыжников: "что за лошадиный спорт! зачем они так себя мучают". А лыжники закатывают в подъем, отрабатывают на спуске, добавляют на равнине... и думают: "какой кайф!"
Александр! Такое ощущение, что пора, пора уже открывать Институт прикладных технологий проектирования быстрых лыж. Как зарубежные коллеги, не присылают предложений? Браво!
звук -- объёмная волна. я вот по этому и спрашиваю, что в ч.3 у Вас идёт речь о волновом сопротивлении (сопротивляется ведь не звук и которого скорость в снегу должна быть что-то вроде 500 м/с (а кстати сколько на самом деле?) )
Прочитал повнимательнее. Я думаю, что ключевой момент в том звук формируется или пов. волна. Понятно, что лучше не генерить ничего, но звук не должен оказывать волнового сопротивления,т.к. скорость у него высокая, а вот если генериться пов. волна сравнимая со скорость лыжи, то она может организовать дополнительный вклад в сопротивление. вот.
литературу по механике сыпучих тел, реологии суспензий, структурообразованию в дисперсных системах, коллоидной химии и др. Там есть такой термин - вибрационное сглаживание или ожижение сухого трения под действием высокочастотных вибраций.
согласитесь, приятно, когда задают такие вопросы:) Это ведь признак внимательного и вдумчивого прочтения! Собственно, я хотел спросить примерно то же самое: имеется в виду, что агрегатное состояние неизменно, при этом сыпучее тело ведет себя как жидкость?
Именно это имел в виду. Сыпучее тело ведет себя как жидкость. Может быть соберусь написать краткий реферат по прочитанной литературе и возможном приложении данных теорий к лыжам.
Исследования с помощью сонографии это, скорее всего, инструмент исследования скольжения? Меня не покидает ощущение, что "колебательные" модели не совсем точно отражают процессы между лыжей и снегом или во всяком случае не имеют того значения, которое Вы им придаёте. Но подчеркну, что это только ощущения. Представленный результат (по датчику) ни о чём не говорит сам по себе. Какие лыжи? Какая масса? Где распологался центр тяжести лыжника? И после ряда дополнительных экспериментов возникает вопрос повторяемости? А что касается графита, нтересно, но Модест прав, нужен цветной снег, причём не меняющий его свойств. В любом случае, Вам спасибо!
Да, согласен, «колебательная» модель не универсальна для всех случаев жизни. Может быть и значение имеет гораздо меньшее, чем другие факторы. Это осознаю. Пытаюсь все, что сейчас знаю объединить и выстроить в динамике процесса скольжения по значимости. Про сонограммы. Тут скрыты огромные возможности анализа и огромные возможности получения самой разной информации. Надо только предварительно знать, что хочешь. Мне, например, сейчас не хватает возможностей программы по обработке сигнала. Ищу более продвинутую. Знаю, что надо делать. А информация с сонограммы полноценная и вполне воспроизводимая. Да, она не показывает марку лыж. (Хотя при достаточной статистике и это возможно.) Но все остальное можно просчитать – от реологических характеристик трассы до жесткостных характеристик лыжи.
Даже не представляю базы на которой можно выстроить факторы по значимости. Чем дальше в лес, тем больше оказывается дров. Нужна огромная экспериментальная база, чтобы делать выводы, причём чётко продуманная и жёстко структурированная. А использование сонографии похоже действительно может дать сильный толчок для оптимизации подбора лыж под конкретную трасу. Эх, вам бы команду подобрать для работы. Ответ Кравцова на Ваш вопрос не пытались воплотить в жизнь?
Почему графит? Если бы был подкрашенный снег, то возможно было простое объяснение – это лыжа своими аэродинамическими воздушными потоками подняла снежную пыль и утащила её за собой. С графитом такое объяснение не канает. В этом случае крупные частички графита легли бы в самом низу слоя. Известно, что ожиженное движение сыпучего тела характеризуется сегрегацией и всплыванием более крупных и более плотных частиц на поверхность слоя. Что и произошло в проведённом опыте.
Такие вихри вполне могут быть и под колодкой и за пыткой лыж. Кстати, не сталкивались с таким фактом. Жёские лыжи (конёк под 72кг) средний выкат 30 метров с условной горки, трасса мягкая, температура -2 снег влажный. Классические лыжи масса та же, средний выкат 30м. 30см. Какие лучше скользят? Вроде последние, но первые более живые и время на выкат оказывается у коньковых меньше, просто они быстрее тормозят на маленькой скорости. Есть возможность рассказать свои ощущения по эпюрам и их работе?
Представим удар тела о воду на скорости 200 км/час. Равноценно удару об асфальт. Потому, что вода не успевает на такой скорости деформироваться. Тоже и у нас. Можно предположить, что коньковые лыжи имеют более острые горбы (большее давление в точках максимума). И на высокой скорости скольжения трасса не успевает деформироваться. Зато на малых скоростях начинают происходить вязкопластические деформации трассы под горбами давления и лыжа тормозит. У классических лыж, пики давления меньше и трасса меньше деформируется на малых скоростях. Ответ, конечно, не полный, но хоть что-то.
почему Вы думаете, что частички графита не могут переносится либо за счет прилипания к скользящей поверхности, либо за счет потоков воздуха?
Вцелом, я не вижу что тут можно получить полезного из исследования сухого трения в условиях сыпучести поверхности. Если частицы поверхности соприкасающиеся с телом могут двигаться это просто уменьшает силу трения на величину разности скоростей. В первом грубом приближении. Более точно нужно учитывать и трение между кристаллами снега. Но в любом случае, если трение сухое - это очень плохое скольжение лыж. Что здесь можно вытащить полезного?
Знать с чем мы боремся принципиально важно. Если с сухим трением – это одно, если с вязким – это другое, если с волновым сопротивлением – это третье и т.д. (см. Ч.3). Решения могут быть совершенно разные. Вот и пытаюсь найти методы определения наиболее значимых в данных условиях факторов. Считаю это очень важным.
> При скольжении лыж происходило перемещение и перемешивание поверхностного слоя лыжной трассы толщиной 1-1,5 мм на расстояние 100-150 мм вдоль движения лыжи.
Itogo za 10km skolzheniya lyzhi peremeshayut i peremeshivayut (tolshina sloya 0.001 m)x(shirina lyzhi 0.044 m)x(plotnost snega 200 kg/m3)x(2 lyzhi)x(distanciya 10000 m) = 176 kg snega.
Надо же...Очень интересно ! Особенно то, что одному учёному ( Александру Рязанову ) удалось, то ли подченить , то ли правильно воспользоваться теорией колебаний в своей профессии...
Другой учёный из новосиб.тех универа провел физмат вмешательство этой теорией в основные фундаментальные спортивные методики. Увы, теория колебаний, тут, допустила фундаментальную ошибку, отдав предпочтение резонансному принципу воздействия нагрузкой на организм. Практика же продолжает доказывать то , что принцип интегрального воздействия нагрузкой на организм, продолжает оставаться вне конкуренции. В том числе и в моих руках.
Но результаты могут быть серьезными.