Теория велосипедного колеса. (Страница 63 из 115)

Очевидно — в "верхней" части заднего колеса.

Если смотреть на колесо сбоку и принять за 0 ° точку касания колеса с поверхностью, то спицы испытывающие самую большую нагрузку будут находиться между 40 ° и 60 °. То есть в нижней части колеса.

Dan, не забувайте про пружність і форму ободу.

К картинке выше. Часть спиц в колесе, при воздействии радиальной силы, теряет предварительное напряжение. Вместе с этим, в этом же месте, растут напряжения в ободе, что приводит к его деформации. Так как сам обод имеет свою жесткость и из-за его деформации он начинает дополнительно растягивать спицы, что расположены правее и левее спиц, что теряют предварительное натяжение. Остальные спицы испытывают одинаковое напряжение от радиальной силы. 
Если представить этот процесс при движении колеса, то обод и спицы проходят этот процесс постоянно. При этом наблюдаются колебания обода, что не есть хорошо…
Также, при воздействии радиальной силы на реальное колесо, даже если колесо стоит строго вертикально, из-за неравномерности силы предварительного натяжения, колесо испытывает деформации в направлении нормальном к плоскости обода.

Посканировал сеть. Однако, по теме диссертации писали в советское время.
Выдержка из одной:

Распределение нагрузки по спицам, как я понимаю, сильно зависит от жесткости обода. Вопрос интересный, жду продолжения лекции

Мои попытки сделать хорошее стабильное колесо с советскими спицами или ободами (б/у) пока не увенчались успехом. А с современными одинарными или двойными ободами  здесь приводил их вес https://krokovod.org/forum/viewtopic.php?id=312&p=4  сборка, настройка идёт более менее легко, а главное безпроблемная эксплуатация. Причём  по крайней мере на зимней резине и на одном и том же велосипеде не заметил разницы в поведении велосипеда на  колесах с одинарными и двойными ободами.
Полагаю, прогресс в конструциии хоть одинарных, хоть двойных ободов, в качестве используемых сплавов и качестве спиц всё же случился.

При движении велосипеда с ездуном, по расчетам — реальных измерений не встречал, нормальная сила воздействующая на колеса может составлять до 20 % радиальной. При этом уже на колесо одновременно действуют два вектора сил, от радиальной и нормальной силы. Для исследования свойств колеса при таком нагружении проводят эксперимент где колесо располагают не горизонтально, а с некоторым отклонением от вертикали и нагружают за обод, при этом действие силы направленно по вертикали. По результатам испытаний было доказано, что причиной появления "восьмерки" является именно составляющая нормальной силы. У любого колеса есть своя критическая нормальная сила. Опять таки это влияние силы предварительного натяжения спиц. И тут интересный момент. Величину силы предварительного натяжения спиц берут в зависимости от величины радиальной силы, что будет испытывать колесо в эксплуатации. 25%-35%. То есть чем колесо сильнее нагружено, тем сильнее надо натянуть спицы. Но величина критической нормальной силы напрямую зависит от силы предварительного натяжения спиц. Чем больше сила предварительного натяжения спиц, тем меньшую критическую нормальную силу выдерживает колесо. Делаем колесо крепким в одной части, но ослабляем в другой . Значит, для каждого колеса нужно выбирать силу предварительного натяжения спиц с учетом радиальных и нормальных нагрузок.
Еще один интересный момент. Колесо с бОльшим количеством спиц быстрее получает "восьмерку", чем колеса с меньшим количеством спиц. При одинаковом ободе. При этом колесо с меньшим количеством спиц может возвращать свою форму после снятия нагрузки, тогда как колеса с большим количеством спиц нет. А о чем это нам говорит?