Форум о веломобилях и лигерадах https://www.velomobile.org:443/forum/ |
|
Расчеты нагрузок. https://www.velomobile.org:443/forum/viewtopic.php?f=92&t=5854 |
Страница 1 из 1 |
Автор: | _Zmur_ [ Пт авг 19 2011 13:39 ] |
Заголовок сообщения: | Расчеты нагрузок. |
Предлагаю здесь выкладывать примеры или способы расчета на прочность различных технических узлов. Вот для затравки расчет рамы автомобиля, думаю, что можно метод адаптировать для расчета веломобилей и лигерадов: https://picasaweb.google.com/lh/photo/7hSzjw8lixxYRjN1Ilz7WR7hMFXgC7TjJaSLwO_7-_g?feat=directlink https://picasaweb.google.com/lh/photo/VbBy7eR3wUlYFMqv3DJvDh7hMFXgC7TjJaSLwO_7-_g?feat=directlink Добавлено через 21 час 53 минуты 26 секунд: Вот еще, хотя наверное оффтоп для темы. Расчет цепной передачи. Наверное пригодится для скоростных лигерадов, где каждый Джоуль на счету: https://picasaweb.google.com/lh/photo/kwYgY13GqkDWOAD_Drb7TB7hMFXgC7TjJaSLwO_7-_g?feat=directlink https://picasaweb.google.com/lh/photo/zFolAaCgfkHdSSLzW57ehh7hMFXgC7TjJaSLwO_7-_g?feat=directlink (на "сеялку-однорядку" не обращайте внимание ) Добавлено через 27 минут 21 секунду: У меня еще были записаны вот эти примеры расчетов от Hof и Warlus: Цитата: Расчет: сигма mах=М/W (сигма max - максимальное напряжение, M - изгибающий момент, W - момент сопротивления сечения). Сигма та же, т. к. материал тот же, M тот же, т. к. нагрузки те же. Остается сравнивать W. W=0,0982(d в 4 степени - d1 в 4 степени)/d (формула из справочника по сопромату), где d - наружный диаметр, d1 - внутренний диаметр трубы. W=0,000000316 куб.м Приравняв Wz для диаметров 15 и 7 с Wz для диаметров 20 и x, находим x=17,59мм. Изгибающий момент, который выдержит данная ось, можно посчитать, зная предел текучести Ст45, он равен 245МПа: M=сигма текучести*W = 245000000Па*0,000000316куб.м=77,4Н*м. Такая же закаленная сталь имеет предел текучести 600МПа, тогда М=190Н*м. Судя по приведенному НРС, использовалась закаленная. Такой изгибающий момент соответствует боковой нагрузке на колесо диаметром 20" F=M/R=190Н*м/0,25м=760Н (76кгс). Цитата: Обычно запас прочности - 3G.
Если на передние колеса трайка приходится по 30 кг, а на заднее - 40, то и на основе этого и будем делать расчет. В повороте нагрузка на ось будет раза в полтора выше, чем при статической нагрузке. Соответственно, ось должна без поломки или остаточной деформации выдерживать нагрузку 30*9,8*3*1,5=1323 Н |
Автор: | _Zmur_ [ Сб окт 08 2011 22:59 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Расчеты нагрузок. |
Вопрос: Как расчитать силу, действующую на вилку, при падении на нее веса 35кг с высоты 0.2м? Велосипед при этом поставлен вертикально и зафиксирован. Это испытание описано в ГОСТах и хочу загнать данные в программу расчета, как это сделать? |
Автор: | Axel [ Вс окт 09 2011 21:55 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Расчеты нагрузок. |
Есть соображения. Как они соотносятся с действительностью не знаю. Делюсь .) Предположим что вся энергия падающего тела перейдет в упругую деформацию вилки: 1) Падающее тело Еп_1=m*g*h где Еп_1- потенциальная энергия падающего тела m=35кг g=9.8м/с2 h=0.2м Атяж=Еп_1 2) Упруго деформированная пружина (вилка) Еп_2=(к*х2)/2 где Еп_1- потенциальная энергия сжатой пружины к- к-т упругости (неизвестен т.к. зависит от материала и от формы тела(вилки)) х- удлиннение/укорочение пружины Аупр=Еп_2 Атяж=Аупр (Работа силы тяжести и силы упругости вилки равны.) m*g*h=(к*х2)/2 => х=(m*g*h*2/k)^(1/2) 3) З-н Гука F=k*x где к- к-т упругости х- удлиннение/укорочение пружины F=k*(m*g*h*2/k)^(1/2) В итоге силу мы найти не сможем т.к. не знаем к-т упругости вилки. Но можно попробовать смоделировать вилку и нагружая ее силой посмотреть как она будет деформироваться. И из полученных значений перемещения и силы найти k=F/x и засунув полученный к-т в формулу получить искомую силу. |
Автор: | Paxey [ Вс окт 09 2011 22:08 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Расчеты нагрузок. |
Вот есть несколько онлайн калькуляторов для практических рассчётов по сопромату- http://www.katamaran.ru/sopromat/ сам пользуюсь иногда, когда надо грубо прикинуть разрушающую нагрузку. |
Автор: | _Zmur_ [ Чт окт 20 2011 23:01 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Расчеты нагрузок. |
По-моему надо вынести сюда чтобы не потерять. Сравнение аэродинамического сопротивления от Botas: Цитата: Давайте тогда попробуем посчитать точнее. Абсолютная скорость ноги меняется примерно по такому закону: Vн = Vа + L * w * sin (w * t), где
Vн - скорость ноги, Vа - скорость аппарата, L - длина шатуна, w - частота педалирования (угловая скорость), t - время. Если F(V) - сила сопротивления (пропроциональна V^2), то надо сравнить 2 интеграла: int(F(Vа), t=0..2Pi/w) и int(F(Vн), t=0..2Pi/w). Тогда мы получим разницу работ, произведенных силой сопротивления в обоих случаях, что нам и нужно. Добавлено через 23 часа 17 минут 10 секунд: Продолжаем расчеты. Сила аэродинамического сопротивления обычно принимается: Код: F(V) = Cx * S * Ro * V^2 / 2, где Cx - коэффициент аэродинамического сопротивления, S - площадь фронтальной проекции (мидель), Ro - плотность воздуха (греческая ро), V - скорость движения объекта относительно воздуха Обозначим наши интегралы как Iа и Iн - соответственно. По-скольку мы ищем отношение k = Iн / Iа, то коэффициенты Cx (считаем, что у ног и у всего аппарата они одинаковы), Ro и 1/2 в числителе и знаменателе можно сократить. Код: k = int(Sн * (Va(t) + L * w * sin (w * t))^2 * dt, t=0..2Pi/w) / int(Sа * Vа(t)^2 * dt, t=0..2Pi/w), где Sн - мидель ног (ступней), Sa - мидель аппарата По-скольку Va(t) постоянное, то интеграл в знаменателе (Ia) равен Код: Sa * Va^2 * (2Pi / w - 0) Интеграл в числителе (Iн) равен: Код: Sн * Va^2 * (2Pi / w - 0) + 2 * Va * L * w * int(sin(w * t) * dt, t=0..2Pi/w) + L^2 * w^2 * int(sin^2(w * t) * dt, t=0..2Pi/w) Второе слагаемое равно 0, остается только третье слагаемое. |
Автор: | Отшельник [ Пт окт 21 2011 08:52 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Расчеты нагрузок. |
Кошмар! Особенно интегралы. Если на улице остановить сто человек и попросить решить интегральное уравнение, То, тридцать пошлют тебя на... Другие тридцать в... Третьи тридцать никуда не пошлют и ничего не скажут, а десять точно поколотят. |
Автор: | Vilk [ Пт окт 21 2011 13:36 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Расчеты нагрузок. |
Если говорить о самодельной вилке, мне кажется достаточно провести расчет - осевой устойчивости трубы на сжатие. Длину взять от нижнего подшипника до центра дропаута. Например здесь http://parusa.narod.ru/work/calc/szat.htm. Коэффициент приведенной длины можно взять равным 1 http://mysopromat.ru/uchebnye_kursy/sopromat/ustoichivost_szhatyh_sterzhnei/formula_eilera/ Правда там нет основных черных конструкционных сталей но прикинуть можно. Для моей последней вилки получилось 3000 кг/с. |
Автор: | _Zmur_ [ Пт окт 21 2011 15:41 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Расчеты нагрузок. |
Спасибо всем. Попробую что-нибудь смастерить в программе. |
Автор: | _Zmur_ [ Сб ноя 26 2011 17:17 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Расчеты нагрузок. |
Есть вопрос: Какую нагрузку испытывает вилка при резком торможении тандема? У меня получилось, что из-за наклона вилки некоторые компоненты силы торможения и силы тяжести действуют против друг друга, что нагрузку уменьшает. Делаю вилку для тандема, хотелось бы знать, чтобы не сломалась чуть что. |
Автор: | _Zmur_ [ Вс ноя 27 2011 17:25 ] | ||
Заголовок сообщения: | Re: Расчеты нагрузок. | ||
Вот о чем я имел ввиду: На картинке слева - отдельно силы торможения, а справа - силы тяжести. Вилку в солиде удобнее делать, если она стоит вертикально, при расчете так тоже удобнее, только силы приходится раскладывать на составляющие. Получается, что: Fx=R*sin15 Fy=R*cos15 Для первого случая взял R=1400 (удвоенная нагрузка возникающая при торможении тандема со скорости 7м\с на расстоянии 7м за 1с), откуда получилось Fx=362.6, Fy=1352.4. Во втором случае R=2940 (троекратный вес водителя, второго велосипедиста не учитывал), откуда Fx=761.46, Fy=2840,04.
|
Автор: | tough [ Пн июл 16 2012 16:26 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Расчеты нагрузок. |
Всем здравствуйте. _Zmur_ писал(а): ...получилось, что из-за наклона вилки некоторые компоненты силы торможения и силы тяжести действуют против друг друга, что нагрузку уменьшает. Похоже нет. Нагрузка будет больше. Не сила тяжести "ломает" вилку, а "реакция опоры" Т-е. реакция от этой силы. Направлена она ( проекция ) как на рисунке вашем: вправо+вверх вдоль вилки. И точно так же составляющая силы торможения воздействует на вилку ( Рис. слева: вектор вправо+вверх вдоль вилки ). А в результате обе составляющие сил стремятся вилку "сжать". Т-е. нагрузка возрастает пропорционально сумме. |
Автор: | _Zmur_ [ Вт июл 17 2012 14:30 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Расчеты нагрузок. |
Если поставить вилку под нормальным углом, как в реальности, то при торможении силы можно разделить на силу тяжести, действует вверх, и силу торможения (трения), действует назад. Они образуют результирующую силу, которая направлена назад-вверх. Если составляющую силы тяжести убрать, то результирующая будет совпадать с силой торможения и вилка сильнее выгнется назад. Если убрать составляющую торможения, то вилка выгнется вперед. |
Страница 1 из 1 | Часовой пояс: UTC + 4 часа |
Powered by phpBB® Forum Software © phpBB Group http://www.phpbb.com/ |