Re: Теория велосипедного колеса.

img/bw Женя, а ты вообще праильно интерпретируешь слова "работает на"?
Вообще-то, работает на то-то и то-то — значит СОПРОТИВЛЯЕТСЯ тому-то и тому-то. Кирпич сопротивляется сжатию. Его сдавливаешь, а он это удерживает. А верёвка (и велосипедная спица) сопротивляется растяжению. Её растягиваешь, а она держит. Работает на растяжение. А на сжатие она в принципе не работает. Сжимай-не хочу.

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

Re: Теория велосипедного колеса.

waterlaz, Ладно, я рисовал статические модели, которые ехать не могут. А чтобы ехать и нести нагрузку?
Давай упростим колесо, уменьшим количество спиц до минимума. Найдём такое минимальное количество спиц, при котором колесо будет работать по-велосипедному (в смысле, если сделать одну дебелую прочную спицу — оно работать тоже сможет, не не как велосипедное с преднатяжением, так что одна не годится). Обод пусть будет абсолютно прочным и жёстким. А спицы-как спицы, с возможностью слегка тянуться.  Сколько их должно быть? Твоя версия? img/hitry

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

Re: Теория велосипедного колеса.

img/bk 

Spoiler

Притча о философе Кифе Мокиевиче  и его сыне Мокии Кифовиче.
Н.В. Гоголь "Мертвые души"

Spoiler

Уже какой день дискуссия идет......

img/rolleyes

(21-04-2024 17:45:53 отредактировано Sedoy-K)

Re: Теория велосипедного колеса.

Останні дебати вказують на сурову необхідність створювати тривимірну математичну модель велосипедного колеса, зі спицями та гумою. Інакше можуть бути жертви.

Для полегшення своєї нещасної долі буду моделювати переднє колесо 20". Тому що в мене є "Десна-2", на якій візуально однакові ободи, але спереду — сталевий, а ззаду — алю. Тоді достатньо зробити одну геометричну модель переднього колеса, а розглянути два варіанта матеріалу. Коли модель "запрацює", її можна доволі швидко переробити на модель заднього колеса.

З урахуванням доволі жорстко обмеженого мого часу на "спілкування" з монітором (хвилин 10 на годину), а також відсутності креслень, на першу модель мені знадобиться не менше тижня.

А ви, панове, поки шо формулюйте цікаві питання та не доводьте ситуацію до рукоприкладств, "нещасних" випадків та  img/whipped  img/br  img/ak .

Додано мною приблизно через годину.

Не так сталося, як гадалося! Задній алю обод виявився відчутно вужче, ніж передній.
Така засада. Прийдеться робити дві геометричні моделі ...

Поки сам не розберусь, ні на що не поведусь!
Проекти ХВЗ: В-110 "Прогрес" (1950); В-22 (1954); 111-411 "Україна" (1977);
                     В-541 "Спорт" (1970); на рамі В-110 "Прогрес" (1958)
            ЖВЗ: В-849 Десна-2 (1979); ГАЗ: В-025 "Школьник" (1966-1975 ?); ПВЗ: 21В (1964, 1974)

3

Re: Теория велосипедного колеса.

kisa, Всё же правильно написано, вчитайтесь. и кроме "работает на" прочитайте там же рядом "как будто бы". Вас не удивляет, что в модели колеса Жуковского, внутреннее пространство обода представлено упругой средой? А результат тот же.

Re: Теория велосипедного колеса.

Натяните верёвку (это преднатяг спицы). Сожмите её. "Как будто бы" работает на сжатие img/whipped Прям не отличить img/bj

Добавлено: 21-04-2024 18:40:28

Maeror пишет:

А результат тот же.

Какой? А та упругая среда преднатянута? Если нет — это колесо жд вагона. Дисковое.

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

Re: Теория велосипедного колеса.

kisa, если ставить вопрос о суммарной сил натяжений верхних и нижних спиц, то естественно, что первая будет больше. Но утверждение, что втулка висит на верхних спицах, допускает много неправильных интерпретаций и неправильных выводов. В частности о механизмах поломки колёс и радиальной жёсткости. Утверждение "втулка опирается на нижние спицы" сильно ближе к тому распределению сил, что происходит в колесе.

Представьте себе деревянное колесо телеги с толстыми деревянными же спицами. Тогда слова, что втулка опирается на нижние спицы не вызывает протеста или удивления. Теперь представим, что эти самые толстые спицы предварительно натянули. Теперь при нагрузке на колесо перед тем как работать на сжатие наши нижние деревянные спицы должны сперва ослабить своё натяжение. Внешне в работе колеса ничего не поменялось. Колесо всё ещё _не_висит_ на верхних спицах, а опирается на нижние. Просто перед тем как начать сжиматься, нижним спицам нужно ослабить своё натяжение до нуля. Но главное -- распределение сил в колесе осталось точно таким же, втулка опирается на нижние спицы.

Теперь заменим толстые деревянные спицы на тонкие стальные. Пока натяжение стальных спиц не упало до 0, они ведут себя точно так же как деревянные. И поведение колеса точно такое, как если бы втулка опиралась на нижние спицы.

И я ещё раз прошу всех подумать о том, как обод взаимодействует с покрышкой. Втулка висит на верхних спицах точно так же, как обод висит на верхней части клинчерной покрышки.

Добавлено: 21-04-2024 21:15:16

kisa пишет:

img/bj Чоткий съезд. Какую ещё опору???

А нижняя часть классического обода не способна выдержать нагрузку ездока на велосипеде. Без "опоры" на нижние спицы, колесо схлопнется.

Вот показательный пример, что происходит, когда натяжение спиц падает до 0:
Теория велосипедного колеса.

Re: Теория велосипедного колеса.

kisa пишет:

Натяните верёвку (это преднатяг спицы). Сожмите её. "Как будто бы" работает на сжатие img/whipped Прям не отличить

Вы берёте утверждение, которое я не выдвигал и успешно его опровергаете. Зачем?

kisa пишет:

Какой?

Аналогичный полученному по моделированию ТЕМ методом спицевого колеса.


kisa пишет:

А та упругая среда преднатянута? Если нет — это колесо жд вагона. Дисковое.

Вот-вот, о том Вам и пишут, что колесо жд вагона. А Вы за спицами, кирпичами и веревками принципа работы колеса не замечаете. Математически есть сила, стремящаяся сохранить форму обода, а уж спицы это или упругая среда до определённой степени без разницы.

У Вас колесо висит на верхних спицах, тогда почему они испытывают нагрузки в наименьшей степени, а нижние в наибольшей? Странная модель, что выбрасывает значимое, оставляет незначительное.



Брандт пишет для Вас:
THE WHEEL STANDS ON ITS SPOKES
Of course the wheel is not supported by the bottom spokes only. Without the
rest of the spokes, the bottom ones would have no tension. Standing, in this case,
means that the spokes at the bottom are the ones that change stress; they are
being shortened and respond structurally as rigid columns. They are rigid as
long as they remain tensioned.

2

Re: Теория велосипедного колеса.

Поки спиця розтягнена, вона працює на розтяг (напруження — додатні).

Коли спиця не розтягнена і не стиснута, її як би немає.

Коли спиця стиснута повздовжною силою, вона спочатку втискається в камеру і майже відразу втрачає стійкість: вигинається убік, оскільки сила стиску прикладається до неї від втулки не строго по центру, а з зсувом (спиця спочатку зігнута у хвостик). Інакше кажучи, є так званий нецентральний стиск зі згином, при якому критична сила довгого стрижня (спиці) зовсім незначна. До того ж спиці зазвичай не строго прямі (шатун застосовували?).

Дуже простий експеримент, який кожен майстер може провести, намагаючись стиснути не натягнуту спицю.

Про що тут сперечатися? Ну не може з тонкими довгими спицями бути інакше! Це ж не доричні колони!

Поки сам не розберусь, ні на що не поведусь!
Проекти ХВЗ: В-110 "Прогрес" (1950); В-22 (1954); 111-411 "Україна" (1977);
                     В-541 "Спорт" (1970); на рамі В-110 "Прогрес" (1958)
            ЖВЗ: В-849 Десна-2 (1979); ГАЗ: В-025 "Школьник" (1966-1975 ?); ПВЗ: 21В (1964, 1974)

3

Re: Теория велосипедного колеса.

waterlaz пишет:

Утверждение "втулка опирается на нижние спицы" сильно ближе к тому распределению сил, что происходит в колесе.

img/bs На верёвку.
От того, что ты смешиваешь работу всего колеса, где преднатяжение необходимо просто для удержания его формы, с несением нагрузки, у тебя и возникает стоячая, как кирпич, верёвка img/ag .

waterlaz пишет:

Представьте себе деревянное колесо телеги

Да оно мне скоро сниться будет из-за тебя img/bj Ты же строго про него всё рассказываешь.

Это оно в основном опирается на нижнюю спицу, аки на колонну. На верхней спице оно даже толком не висит ни капельки! Верхняя спица нужна только для того, что во время качения колеса, она через пол-оборота станет нижней!

И не натягивают их не из-за того, что я не хочу, по твоей просьбе, это представить, а потому что они без этого держат форму колеса!
И из такого колеса вырежи (в статике!) всю верхнюю половину спиц, и нагрузи телегу. Ось просядет? Нет! Нижняя спица, как колонна, держит всю нагрузку. Верхние спицы не работают, они просто подменные для вращения.

А теперь вырежи верхнюю половину спиц из велосипедного колеса (в статике!). Не надо съезжать на складывание обода, мы до него ещё не дошли. Для очистки совести возьит очень прочшый и жёсткий высокий двойной обод — такой, чтоб не гнулся под нашим экспериментом.
Вырезал верхнюю половину спиц? Нагрузи втулку.

По твоей идее, колесо должно стоять на нижних спицах img/ap

По моей же идее, в велосипедном колесе наоборот — можно безболезненно вырезать (в статике!) половину спиц снизу. Если обод такой же прочный и жёсткий, как в твоём эксперименте, то я нагружу втулку, и моё колесо удержит это вес. Втулка повиснет на спицах, как на верёвках, как на жёстких тросах.
А нижние спицы (по части несенияч нагрузки) являются подменными, ибо через пол-оборота станут верхними.

Да, они участвуют в поддержании формы колеса, потому совсем до нуля ослаблять их нельзя. Для того и преднатяг, чтоб нижние спицы, КОТОРЫЕ БЕЗ НАГРУЗКИ, не провисали соплёй, и колесо не теряло форму.

waterlaz пишет:

Теперь заменим толстые деревянные спицы на тонкие стальные. Пока натяжение стальных спиц не упало до 0, они ведут себя точно так же как деревянные. И поведение колеса точно такое, как если бы втулка опиралась на нижние спицы.

Заменим толстые деревянные на тонкие железные. Ок. Пока натяже... Стоп! Мухлюете, коллега!   img/ae  img/bj Женя img/al ты только чо натягивал втихаря деревянные спицы телеги? Или мы всё-таки не просто вынули одни спицы, и вставили другие,  а ты незаметно ещё что-то там нашаманил, а? Ты случайно, не придал преднатяг стальным спицам, когда менял ими деревянные?

img/as Поведение колеса какое?  img/ag Крутится и держит нагрузку? img/bj Так муха тоже вертолёт. Поведение такое же.

waterlaz пишет:

Втулка висит на верхних спицах точно так же, как обод висит на верхней части клинчерной покрышки.

Втулка висит, нагружая верхние спицы, а шина сверху на ободе размещается. Хранится до следующего контакта с дорогой. Это подменный участок шины.
И давай не съезжать на обода и шины, пока с работой спиц не разобрались. Я уже несколько раз предложил использовать настолько прочный и жёсктий обод, чтобы не переживать за его складывание в наших экспериментах. А то я тебе про несение спицами нагрузки нарисовал кучу картинок без единого обода, чисто про работу спиц и колонн, верёвки и кирпича а ты приплёл и упорствуешь, как обода складываются. Следующими "аргументами против меня" img/ag бует про то, что я кирпичи и верёвки рисую, а в велосипедном колесе ни того ни другого не бывает? img/bj

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

Re: Теория велосипедного колеса.

Maeror пишет:

которое я не выдвигал и успешно его опровергаете. Зачем?

img/ai

Maeror пишет:

Всё же правильно написано, вчитайтесь.

и далее — это не Вы писали здесь https://krokovod.org/forum/viewtopic.ph … 22#p261422 ? Тогда прошу прощения.

Однако, поехали дальше.

Maeror пишет:

Аналогичный полученному по моделированию ТЕМ методом спицевого колеса.

По рабоче-крестьянски бы, ато мы академиев, тово-этово, не кончали. Как умные слова видим, одно чуйство — обманывают нас, пролетариев, ой обманывают.

Maeror пишет:

Вот-вот, о том Вам и пишут, что колесо жд вагона. А Вы за спицами, кирпичами и веревками принципа работы колеса не замечаете.

Эээ, я не замечаю. Откуда мне. Тут выше писал уже коллеге

kisa пишет:

Следующими "аргументами против меня"  бует про то, что я кирпичи и верёвки рисую, а в велосипедном колесе ни того ни другого не бывает?

Уже, да?

Maeror пишет:

Математически есть сила, стремящаяся сохранить форму обода, а уж спицы это или упругая среда до определённой степени без разницы.

В дисковом колесе — это атомная сила img/bs Сила, удерживающая вещество в куче, даденная нам Космосом, или Вселенной — точно не помню. Мне в вечерней пролетарской школе рассказывали.
А в велосипедном — это предварительное искусственное натяжение, созданное человеком.

Maeror пишет:

колесо висит на верхних спицах, тогда почему они испытывают нагрузки в наименьшей степени, а нижние в наибольшей?

img/bj  img/bi  img/ay Это великолепно. Позволю себе строго, выверенно адекватный ответный выпад. Записывайте, вот он:

У Вас колесо стоит на нижних спицах, тогда почему они испытывают нагрузки в наименьшей степени, а верхние в наибольшей?

Получили? img/bm  img/bj

ИП — Искусство Полемики!

Maeror пишет:

Брандт пишет для Вас:

Лучше б он мне своего курева подогнал img/bj Может у меня тоже бы верёвка колонной стояла img/bj  img/bj  img/aa  img/bu

Передайте ему анекдот https://anekdotov.net/anekdot/all/hrvnctvmtmnspsb.htm img/bj

Avtoritetnymy inostrannymy bykvamy napysan BRED SYVOJ KOBYLY.
Про его колонну наглядно см ниже.

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

Re: Теория велосипедного колеса.

надобно колесо, у котором на каждой спице тензодатчики, и чтоб телеметрия красиво в 3d на экран рисовалась img/ag

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

3

Re: Теория велосипедного колеса.

stalker20  img/bs и иностранными буквами, тогда точно правда будет, img/ac да куда нам...
Натурный макет попробуем, без ТЕХ подозрительных методов. По-пролетарски, без кампуктерного наукообразного обмана, чтоб все видели.

Теория велосипедного колеса.
Переднее. Втулка, а за ней — велосипед — висит, как живой, на трёх спицах, аки на верёвках. Висит на одной, две по бокам — для устойчивости.


Теория велосипедного колеса. Теория велосипедного колеса.

Велосипед стоит, аки на колон... ой... Чёета он на крыло лёг, и даже втулка, подпираемая колонной,  опустилась? Колонна же должна держать вес не только втулки, но и велосипеда с велосипедистом. Она ж колонна! img/bn


Может велосипед мешает ТОМУ методу? Ок, попробуем руками.

Теория велосипедного колеса.
Вешаюсь рукой на втулку голого колеса. Фактически, повисаю на одной спице.

Теория велосипедного колеса.
Перевернул колесо, спица теперь не верёвочка, а колонна! Ну сейчас...
Да я ж её и надавить толком не успел, что ж такое? Может, эпоксидкой надо было намазать?

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

Re: Теория велосипедного колеса.

В велосипедном колесе нипеля спиц снаруже равномерно стягивают обод, потому нижние спицы не работают как стойки, а верхние работают на растяжение. А в деревянном к примеру колесе спицы стоят враспор между ободом и втулкой и нижние спицы работают как стойки. Если не вдаваясь в науки, успешно давно забытые. В общем разница в конструкции.

4

Re: Теория велосипедного колеса.

stalker20 пишет:

надобно колесо, у котором на каждой спице тензодатчики, и чтоб телеметрия красиво в 3d на экран рисовалась

Пока искал первоисточники — как раз нашел. Вот

"...Здесь спицы раскрашены в соответствии с изменением силы, действующей на них при приложении общей нагрузки в 1000 Н (100 кг, 220 фунтов). Я также обозначил их фактическим значением натяжения (в Н). Отрицательные значения означают сжатие. Это изменение по сравнению с ненагруженным состоянием, поэтому сжатие на самом деле означает не сжатие, а уменьшение натяжения...."

Теория велосипедного колеса.

Я выступлю в роли модератора в сей дискуссии.


Давайте отвлечемся от роли спиц, а вернемся к теории колеса в целом. Велосипед опирается не на спицы, а опирается на колеса, как в статике, так и в движении. Точкой опоры является обод (с покрышкой или без). Спицевой набор обеспечивает целостность и стабильность формы обода под нагрузкой, при этом равномерно эту самую нагрузку распределяя.

И в этом месте у нас происходит путаница. Мы путаем опорный элемент и нагруженный элемент. Которые не равны друг другу в данном случае.
В случае тележного колеса (в нынешних реалиях — это облегченный кругляш, где "спицы" не являются спицами) они эквивалентны.
В случае велосипедного — нет.

В статике, когда велосипед стоит на земле, и опирается на ОБОД, не на спицы, основная нагрузка на сжатие приходится на нижние спицы. Гравитация — штука бессердечная.  Вес велосипеда и ездока через упругую систему "обод  + спицы + втулка = колесо" передаются на нижние спицы. Тем самым, вызывая их сжатие. Верхние и в большей степени боковые спицы это компенсируют, работая на растяжение, тем самым стабилизируя форму обода.

В движении нагрузка на спицы также варьируется в зависимости от принятой ездуном позы, ускорения, торможения и прочих факторов динамики движения. При ускорении, например, 100% будет увеличиваться нагрузка на спицы, расположенные противоположно направлению движения, поскольку они работают на противодействие деформации колеса от силы тяги.

Исходя из этого, формулировок в духе "Втулка велосипедного колеса опирается на нижние спицы" я бы предпочел избегать.
Внутри колеса ничто ни на что не упирается. Сам велосипед опирается на колеса.

Говорить о спицах стоит в контексте того, на какие спицы приходится нагрузка на сжатие, а на какие нагрузка на растяжение. На сжатие — на нижние спицы, разумеется, никто не отменял гравитацию в рамках отдельно взятого велосипеда на этой планете. На растяжение — на боковые и верхние, при этом сумма векторов сил должна уравновешиваться, в этом уравнении будут иметь место и натяжение отдельной спицы и материал из которого спицы сделаны (рано или поздно пластичная деформация переходит в разрушающую при превышении определенных порогов даже для условно изотропных материалов вроде стали в спицах).


Итого, повторюсь, нагружены тут все спицы. Вектора сил — разные. сами силы — разные. В движении еще добавляются торсионные нарузки, как продольные так и поперечные (при повороте, например).

Давайте не будем смешивать в одну кучу нагруженность и точку опоры.
Все.

3