Re: Теория велосипедного колеса.

img/ag Так ты горбатого до стенки не тулишь, и желания такого не имеешь. А так то у людей бывают желания притулить, разобраться — почему нельзя, что будет, если, как сделать, чтобы...
Как ни крути, у тех людей, которые всё изобрели до нас, именно так мозги были устроены img/bk

Мой гараж
Мастер спорта по езде за хлебушком на велосипеде.
Если не я построил велосипед — это не мой велосипед.

Re: Теория велосипедного колеса.

kisa, ну надо изобретать новое, а не мозг выносить!

Куплю  тормоз и крылья на ХВЗ в22

Re: Теория велосипедного колеса.

IDIANtm пишет:

берешь обод, спицы, втулку, тулишь в вилку, стяжки и погнал... Оно само как-то..

я тоже в этом сопромате ничерта не понимаю))) вот если бы про фазированые антенные решётки, фильтры и корреляторы речь зашла--блеснул бы в меру осведомлённости))

но с интересом слежу. уважаю чужой интеллектуальный труд.
а пока собираю колёса из того что есть в природе по проверенным рецептам.

внук слесаря, сын токаря, умею паять и слегка программист.

2

Re: Теория велосипедного колеса.

Вторая страница ПАБа в теории пошла.
Я приветствовал работу Паши, ибо уже сталкивался с утверждениями, что железяки жёстче люминек. Это вносит некоторый ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ разброд в мои ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ построения и настройки жопомера. Лично мне любопытно, так ли это, и правильно ли я в этом месте шкалы интерпретирую показания прибора.
Сомнений в том, какой обод куда ставить, при этом нет. Но прибор уловил положительные показания — это жёсткость? Или может вес? Именно в этом месте шкалы, около Туриста и Украины. В районе стартона с рекордом никаких белых пятен лично я нне вижу.
От результата этого электронного эксперимента зависит дальнейшее направление конструкторской мысли. Не по части изобретения велосипеда, конечно,  а по части тонких настроек.
Эксперимент сложнее, чем просто нарисовать сечение, растянуть его в фигуру, и приложить виртуальную силу.
Коллеги вполне справедливо зацепились, чтобы это было максимально корректно.
Потому наезды на их умственные баталии, как таковые, в этой теме считаю неуместными. С философией прошу в паб — поддержу img/ag

Мой гараж
Мастер спорта по езде за хлебушком на велосипеде.
Если не я построил велосипед — это не мой велосипед.

Re: Теория велосипедного колеса.

Прочностной расчет нужен тем, кто проектирует колесо  или его части — обод, спицы, втулку. Без него трудно, долго сделать хорошую конструкцию — будет либо недостаточное прочное колесо и оно не пройдет испытания или избыточно тяжелое колесо. Колесо надо моделировать полностью. Средства моделирования встроены во многие инженерные пакеты CATIA, SolidWorks. Если разрабатывается обод, то надо определить  исходные  данные — статическая нагрузка на ось колеса, количество и тип спиц, натяжение спиц. Втулку и опорную поверхность считать абсолютно жесткими, недеформируемыми. Далее как минимум две серии статических расчетов — радиальная нагрузка на ось колеса — точка касания обода опорной поверхности напротив спицы и между спицами, вторая серия   — покажет, какие напряжения возникают в колесе при прохождении поворота дороги.  Для этого одну закраину  обода жестко закрепить к  плоскости, а к оси втулки приложить изгибающий момент. Момент тоже пропорционален статической нагрузке на колесо.

Для автомобиля статическая нагрузка  колеса это половина максимальной нагрузки на ось автомобиля. Для колес выпускаемых на вторичный рынок, нагрузка в кг обязательно должна быть отлита или набито клеймом на колесе. На велосипедных ободах нагрузку не указывают. Возможно допустимая нагрузка на велосипед  должна указываться в документации на него.

Re: Теория велосипедного колеса.

kisa, все. Пошёл я на фиг. Но люминий жестче железякия  же!

Куплю  тормоз и крылья на ХВЗ в22

Re: Теория велосипедного колеса.

Я тут вечерком разом три страницы обсуждения к ряду прочитал...
Далее банальности:
Если колесо (едущее по чему-либо) есть система состоящая из ряда частей, то при прочих равных частях можно меняя их по отдельности сравнить, положим, ряд параметров которые будут меняться. Тогда и без математического моделирования с потребностью в 64 гб памяти справиться можно. Такое ведь моделирование тоже необходимо будет интерпретировать в понятных, воспринимаемых жопомером и ногомером, величинах, которые по своей совокупности и составляют тот самый накат.
В частности, вопрос жёсткости ободьев решается, нагружением некой нагрузкой, и измерением перемещения под этой нагрузкой.
Видится такой эксперимент: обод ставится вертикально, на него ложится перпендикулярно плоскости обода балка изрядной длины, закреплённая одним концом через шарнир на массивном основании. При нагружении обода неким весом свободный конец балки переместится пропорционально деформации обода, таковое перемещение можно измерить. Вопрос о жёсткости обода будет закрыт.

Re: Теория велосипедного колеса.

ek та Don Rumata, щось у ваших моделях не побачив шини. Це ж коли таке було: велосипедне колесо без шини?!

А у мене інші питання до колеса.
1. за яким законом розподіляється додаткове навантаження на спиці.
2. з якою силою натягувати спиці, у відсотках до ваги велосипедиста?
3. яка площа контакту шини з дорогою є оптимальною?
4. як "працює" колесо при "лосиному" педалюванні "враскачку"?
5. що небезпечніше для колеса: "лосине" педалювання "враскачку" чи крутий поворот на швидкості?
6. які та як тягнути/послабляти спиці, щоб швидко позбутися еліпса й вісімки?

І т.д., і т.п., і пр.

Майже на всі ці питання є практичні відповіді. І навіть теоретичні, отримані на простих моделях. І навіть невірні теж є, і навіть у книгах, почитайте тут про одну з них: https://krokovod.org/forum/viewtopic.ph … 96#p245696 .

А ось тут https://krokovod.org/forum/viewtopic.ph … 70#p245670 є посилання на статтю з результатами розрахунків у вигляді таблиць та рисунків. Це приклад, як не потрібно їх представляти. По-перше, ніяких відносних порівнянь. По-друге, похибки в таких моделях ну не менше 10-20 відсотків. Але цифір виписана з 4-6 значущими цифрами, хоча вже для 1% достатньо трьох! За звичаєм такі статті не читають: не професійно оформлений матеріал не викликає довіри. Така загальна практика.

Тема у нас тут така: теорія. А вона кристалізується не так швидко, як хочеться. І критерій істини — експеримент. Зокрема й числовий, на добре зроблених моделях, з добре показаними і проаналізованими результатами.

Ех, ще б раз народиться!
Проекти ХВЗ: В-110 "Прогрес" (1950); В-22 (1954); 111-411 "Україна" (1977);
                     В-541 "Спорт" (1970);
            ЖВЗ: В-849 Десна-2 (1979); ГАЗ: В-025 "Школьник" (1966-1975 ?); ПВЗ: 21В (1964, 1974)

Re: Теория велосипедного колеса.

Don Rumata, є такий математично-фізичний об'єкт — матриця жорсткості. Це коли до окремих точок тіла прикладають одиничну силу та вимірюють відгук у всіх точках, що аналізуються. Така матриця дозволяє отримати розв'язок у переміщеннях при різних навантаженнях. І саме така матриця створюється за методом скінченних елементів. Доведена теорема, що точність залежить від відстані між точками: чим вона менша, тім точніше результат. Оскільки таких точок потрібно багато, а тіло — з суцільного твердого матеріалу, який має властивість деформуватися, то і операційної пам'яті комп'ютера потрібно теж багато. В системі Сі переміщення — у метрах, навантаження, а це — сили, у ньютонах. Все зрозуміло, і частини людського тіла їх сприймають адекватно. Такі ось банальності.

Ех, ще б раз народиться!
Проекти ХВЗ: В-110 "Прогрес" (1950); В-22 (1954); 111-411 "Україна" (1977);
                     В-541 "Спорт" (1970);
            ЖВЗ: В-849 Десна-2 (1979); ГАЗ: В-025 "Школьник" (1966-1975 ?); ПВЗ: 21В (1964, 1974)

1

Re: Теория велосипедного колеса.

Насколько понимаю, речь идёт о сравнении разных конструкций колеса ( разных ободов, спиц ) при одинаковых втулке и шине. Поэтому расчетов про которые говорил выше достаточно.   

Введение шины сильно усложнит расчет, а практической отдачи не даст, возможно такой расчет нужен для производителей
шин, чтобы предсказать результаты испытаний разрабатываемых шин.  Но модель шины будет очень сложной.

Без всяких расчетов скажу, что при одинаковых исходных нагрузках для велосипедного колеса со стальным ободом позволительны большие деформации, чем  для подобного же колеса с ободом из алюминиевого сплава.  Иными словами при равной прочности колес ( при равном прохождении требуемых испытаний)  колесо со стальным ободом мягче ( допускает большие деформации),  чем колесо со стальным ободом.

Re: Теория велосипедного колеса.

Sedoy-K, Для столь сложных вопросов, безусловно, хорошая годная модель будет полезной. Но товарищи не пришли к консенсусу касаемо жесткости

kisa пишет:

ибо уже сталкивался с утверждениями, что железяки жёстче люминек. Это вносит некоторый ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ разброд в мои ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ построения

конкретно обода, а для этого подойдёт более простая модель. Возможно даже натурная.

Должен заметить, кстати, что велосипедное колесо катается без шины так же редко, как и без велосипеда в целом img/ag

Кроме того, пора бы сформулировать, хотя бы и в первом приближении понятие наката, наши ведь построения служат цели в том числе и описания этого явления. Ну как никто в него не верит, кроме тех, кто уже знает?
Я себе его понимаю величину, обратно пропорциональную сумме неких сил, возникающих при качении велосипедного шасси без влияния аэродинамики по горизонтальной плоской поверхности, стремящуюся это движение прекратить. Пожалуй, накат будет зависеть как от свойств шасси, так и от свойств поверхности. Хотя бы и поверхность может влиять на качение шасси только через деформацию шасси, будучи условно недеформируемой поверхностью. Для упрощения.

Re: Теория велосипедного колеса.

ek, при такому відношенні до науки досі б у постолах на передку їздили.
А тут тема про теорію. Що Ви тут робите, не розумію? Переказуєте банальності?

Якщо все знаєте, то відповіси на питання 2 вище: з якою силою натягувати спиці, у відсотках до ваги велосипедиста? Практично важливе питання.

Підказка: для цього спочатку потрібно відповісти на питання 1 вище: за яким законом розподіляється додаткове навантаження на спиці. Підказка: нехтування наявності накачаної шини приведе до значних похибок у величин деформацій обода та спиць, що зведе нанівець точність відповіді на питання 1 та 2.

Спільнота чекає якісної відповіді. Нужбо!

Ще Р. Гук (в часи І. Ньютона) підвішував до балки різні камінні та вирік знамените: "яке навантаження, таке й переміщення". Чомусь цим не задовільнилися, а створили теорію пружності, з великою кількістю рівнянь.

Don Rumata, так достатньо провести випробування алю та сталевого коліс, дуже схоже на випробування Р. Гука.

Щодо накату. Я його звожу до коефіцієнту корисної дії (ККД) енергії, вкладеною сідоком через педалі, на одиницю довжини шляху, пройденого екіпажем. Параметрів впливу тут багато. Для натурного експерименту потрібно мати пристрій, що вимірює цю енергію. Можна інакше. Знати масу та заміряти швидкість руху, розрахувати кінетичну енергію. Перестати вкладати енергію, заміряти відстань до зупинки. Підрахувати (від'ємне) прискорення гальмування та ККД. Це простіше.

Ех, ще б раз народиться!
Проекти ХВЗ: В-110 "Прогрес" (1950); В-22 (1954); 111-411 "Україна" (1977);
                     В-541 "Спорт" (1970);
            ЖВЗ: В-849 Десна-2 (1979); ГАЗ: В-025 "Школьник" (1966-1975 ?); ПВЗ: 21В (1964, 1974)

1

Re: Теория велосипедного колеса.

Sedoy-K, А откуда предположение, что спицы нужно натягивать соответственно весу ездока? Не слышал о таком никогда.

Re: Теория велосипедного колеса.

Уважаемый Sedoy-K , банальностей не люблю и третий  абзац моего поста основан на знании экспериментальных данных  о циклических испытаниях растяжение-сжатие образцов из разных алюминиевых сплавов.  Популярно — Если в стальных образцах напряжение  меньше, скажем чем сигма 0,2 в два раза, то образец выдержит огромное  число циклов, миллионы циклов. Для алюминиевых сплавов при таком же соотношении напряжения к сигме 0.2 — число циклов будет много меньше в районе 100 -200 тысяч циклов. Поэтому конструктор и проектирует обод  из алюминиевого сплава более  жестким, менее деформируемым, чем стальной. Максимальные напряжение возникают в ободе у ниппельного отверстия, у меня есть два обода ХВЗ под трубки с усталостными трещинами у ниппельных отверстий и это несмотря на наличие стальных пистонов. 
Сам статический расчет  монолитного литого колеса автомобильного или неважно велосипедного   10 лет назад считался несколько десятков  секунд.  Сейчас возможно будет за одну две секунду при полумиллионе ячеек.
Ответить на ваш вопрос об оптимальном натяжении спиц можно после расчетов, которые и описывал, исходя из веса  велосипедиста и рамы, конструкции вилки и конструкции колеса и количества циклов, грубо говоря километров, которые вы хотите безопасно проехать.

Re: Теория велосипедного колеса.

Мы тут с товарищем рассуждали на эту тему в приватной беседе, со ссылками на измерения жёсткости ободьев, которые как бы не бьются с принятой теорией.
Наблюдение:
Спицы в одинарных ободьях заканчиваются практически там же, где и шина начинается.
Колёса на двойных ободьях имеют промеж спиц и шины трубу обода.
Это ведь качественное различие! Я только пока не придумал, что оно объясняет.  img/bn