Knick Knack Rad ab?!

[Jack-Lee]

Da ich vor kurzem zwei interessante Programme entdeckt habe, mit denen ich Fachwerke und Bewegungen Simulieren kann, habe ich damit etwas herumgespielt.

Ich nutze ja nun 26" 571c Räder am Trike in Verbindung mit MTB Downhill Naben mit 20mm Steckachse.

Also habe ich mal simuliert wie sich die Speichenspannungen verhalten wenns mal etwas extremer wird -> 200kg Systemgewicht, ideal Haftender Boden, Reifen kurz vorm Rutschen.
Das wären dann ca 2000N Seitenkräfte...
Ich geh mal davon aus das ca 4-5 Speichen die Kraft aufnehmen können.

Vorspannung der Speichen liegt bei 1300N.
Nun halt pro Speichenpaar 500N Seitenkräfte.
Ergebnis : Speiche eins wird komplett entlastet und bekommt sogar ca 900N Schub, die andere Speichen soll 3000N aufnehmen.
Ich glaube nicht das das gut geht...
Hab ich irgendwo einen Denkfehler, oder woran liegts das sowas schon unmöglich ist?

PS. bei 18" Rädern wird die entlastete Speiche komplett entlastet,bekommt aber keinen schub, die belastete Speiche muss gut 2500N Aufnehmen..

[Fabi]

Ich geh mal davon aus das ca 4-5 Speichen die Kraft aufnehmen können.

Hab ich irgendwo einen Denkfehler, oder woran liegts das sowas schon unmöglich ist?

Vielleicht verteilt sich die Kraft doch auf ein paar Speichen mehr. Du hast ja oben und unten Speichen, die das Drehmoment aufnehmen koennen. Ausserdem bekommt die Achse auf der Seite, wo die Speichen entlastet werden, Zug von der Gegenseite

Fabi

[Jack-Lee]

Ich gehe hier von QUERkräften auf.
Da werden wohl nur die unteren Energie aufnehmen können. Und da auch nur ca 5paar.
hm :/

[Fabi]

Nee, warum. Die Felge hat ja auch eine Quersteifigkeit. Und die kann die (punktfoermige) Kraft auf die Speichen verteilen - auch auf die obere Haelfte des Rades.

Grundsaetzlich ist es aber schon so, dass 26 Zoll Vorderraeder nicht dafuer gebaut sind, so in Trikes missbraucht zu werden. Ich wuerde da vielleicht lieber nicht bis 200kg zuladen...

Fabi

[Jack-Lee]

Naja, bin halt davon ausgegangen das man mit 125kg Systemgewicht voll um eine Ecke brettert und dabei eine Kuhle durchfährt die einem etwas auf den Boden drückt..
Also Worst Case
Aber wenn man so rechnet würden selbst die 18" Räder zerbröseln (da die bei Trikes ja gern auf viel schmalere Naben gebaut werden..)

[Tobiwan]

Hi !

Da ich vor kurzem zwei interessante Programme
entdeckt habe, mit denen ich Fachwerke und Bewegungen Simulieren kann, habe ich damit etwas herumgespielt.[...]

Für alle, die damit auch mal mal spielen wollen...
Das Programm "Fachwerk" gibt es hier.
EDIT: Alles weitere, steht auf der Homepage

Welches ist das zweite interessante Programm ?

Liebe Grüße,

Tobiwan

[Jack-Lee]

Das zweite Programm heist "SAM"

http://www.heise.de/software/downloa...chanisms/48546

Damit hab ich meine Federrung simuliert.
Von Anschlag/Anschlag sins 165mm. (Da haben die Kugelgelenke aber in jede Richtung noch 2° Reserve. Der Stoßdämpfer ist aber am Anschlag, aber den juckts nicht) Desweiteren kann man da wuuuunderschön erkennen wie die Federkennlinie aussieht wenn man z.b. den Hebel ändert oder den Fixpunkt des Stoßdämpfers.

[Ingmar E.]

Hab ich irgendwo einen Denkfehler, oder woran liegts das sowas schon unmöglich ist?

Du hast vergessen dass du zwei Räder hast die die Querbelastung aufnehmen. Das heisst, wenn dein Systemgewicht 2000N Querlast erzeugt, nimmt jedes einzelne von deinen beiden VR ja nur 1000N auf.

Dann spielt die Steifigkeit der Felge eine Rolle. Und zwar in dem Fall ist die Breite wichtiger als die Höhe. Es wird die Felge ja auch elastisch verbogen werden (natürlich nicht mit bloßen Auge erkennbar), und diese elastische Verbiegung der Felge bringt ja eine Gegenkraft auf.

Und wenn es dich genau interessiert, dann miss das einfach, z.B. kann ich dir ein Gitarrenstimmgerät leihen, mit einer 1Hz-Skala, da kann man die Speichenspannung ziemlich genau messen. Das vorherige Errechnen der zugehörigen Tonhöhen bekommste hin.

Teststand würde ich wie folgt aufbauen: Personenwaage senkrecht hinstellen, einen Abstandshalter zur Felge, Felge nur am unteren Punkt auf die Personenwaage drücken lassen. Dann das Trike mit nem Spanngurt (am Trike und der Wand/dem Schrank(kreativ werden) befestigt) gegen die Personenwaage drücken, bis diese 100kg anzeigt (nur 100kg, weil du nur ein Laufrad durchmisst), und dann Speichenspannung im belasteten Laufrad messen.

[Jack-Lee]

Die Messmethode nutze ich seit einiger Zeit recht erfolgreich
Und wenn ich in ne Kurve fahre wird haupt. das äußere Rad belastet,da das Gefährt ja auf dieses abkippt. Wenn das kurveninnere Rad kurz vorm abheben ist, nimmt das auf garantie fast keine Seitenkräfte mehr auf

[Fabi]

nimmt jedes einzelne von deinen beiden VR ja nur 1000N auf.

Nee, leider nicht. In der Kurve verlagert sich das "Gewicht" fast vollstaendig auf das kurvenaeussere Rad. Da das innere Rad praktisch komplett entlastet ist, kann es auch keine Seitenkraefte aufnehmen.

Fabi

[Klopfer]

Hab ich irgendwo einen Denkfehler, oder woran liegts das sowas schon unmöglich ist?

Gewichtskraft wirkt ja auch und drückt auf die unteren Speichen (entlastete diese dadurch).
Ganz gute Lektüre ist dies. Demnach wäre die Entlastung bei 2000N Normalkraft ca. 500N für die untersten 4 Speichen...

[Jack-Lee]

Aaaah...
Ich möchte wissen ob es 2000N SEITENkräften standhält...

[Klopfer]

Du hast geschrieben:

-> 200kg Systemgewicht, ideal Haftender Boden, Reifen kurz vorm Rutschen.
Das wären dann ca 2000N Seitenkräfte...

Und das stimmt nicht.
Du hast dann 2000N Seitenkräfte und weiterhin 2000N Normalkraft.

Wie soll ohne Normalkraft die Reibung für deine Seitenkräfte herkommen?

[Jack-Lee]

Ach ja, stimmt.. ^^
Sorry, denk auch öfter mal etwas daneben.

Aber rein rechnerisch dürfte das kein Rad aushalten...
Wenn ich mir aber ansehe wie einige z.b. die Steintrikes irgendwo runterschwarden..da hauts auch nicht alle 5 Minuten ne Speiche raus..

[mbi03]

Hallo allerseits,

Ich gehe hier von QUERkräften auf.
Da werden wohl nur die unteren Energie aufnehmen können. Und da auch nur ca 5paar.
hm :/

Nach den Berechnungen der Aerodynamiker kann eine Hummel auch nicht fliegen
Ihre Flechnebelastung ist zu hoch, und die Antriebsleistung ist zu klein, und ueberhaupt wie wenig aerodynamisch sie aussieht ....
Aber zum Glueck weiss sie nichts davon und fliegt, und fliegt ...

Nun mach Dich mal nicht verrueckt, mit diesen Teilen kannst Du die Lastverteilung in einem Dratspeichenrad nicht berechnen. Die Ableitung von Pippert&Francis und der dazugehoerige Formelaperat ist auch heute noch Grundlage der Festigkeitsberechnung in der DIN .... einen interessanten deutschsprachigen Lesestoff dazu findest Du hier

Grob gesagt verteilt sich die Belastung einer Speiche auf alle anderen, und die Entlastung einer Speiche ebenfalls ... weil die Felge aber nicht den Idealen Annahmen folgt, man denkt sich da die Felge aus Keilelementen fuer jeweil eine Speiche lose zusammengesetzt, verteilt sich die Spannung ungleichmaessig. Die Belastung verformt die Felge zu einem Drehkoerper(Gleichdick), die Entlastung zu einer Ellipse So ergeben sich Minnima, und Nebenminnima, und Maxima und Nebenmaxima verschiedener Ordnung. Meine fuer die Techniker vereinfachte "Faustformel" geht davon aus das sich Belastung und Entlastung in der Praxis auf knapp 1/3 der Speichen ueber das ganze Rad verteilt abbildet. Also beim 36-Speicherad auf etwa 10 Speichen. Die Schwachstelle ist nicht die Speiche sondern die Felge. In der Felge akkumulieren sich alle eingeleiteten Kraefte als Druckkraefte, ist an einer Stelle das eingeleite Momment groesser als die stabiliesierenden Druckkraefte, oder die Druckfestigkeit der Felge, dann kollabiert das Rad zum berechnen nach Euler, Knickstab ... .

Aber Dein Denkfehler beginnt schon vorher. Selbst wenn Du das kurveninnere Rad, vollstaendig entlastest, verteilt sich das die Last noch auf 2 Raeder. Theoretisch kannst Du aber nur durch den Reibungskoeffizienten Gummi/Asphalt bei idealsten Verhaeltnissen gekaercherte, absolut staubfreie Strasse, superschmaler und Superhartgepumpter heissgefahrener(klebender) Reifen, maximal 1G in ein Rad einleiten. In der Praxis ist das aber eher nur die Haelfte. Die DIN sag 0,45 ...

Ich berechne Raeder fuer 5G Auflast und 3G Querkraft als Sicherheit. Bei den Zweiraedern sind die 3G nicht fuer die Kurvenlast, sondern fuer die viel hoeheren
Belastungen beim Wiegetritt.

mfG
Matthias

[Jack-Lee]

Danke für deinen Post
Hat mir sehr weitergeholfen und ich kann wieder beruhigt weiterbauen ohne Angst haben zu müssen das mir die Räder zerbröseln...

[Tintin]

Aber zum Glueck weiss sie nichts davon und fliegt, und fliegt ...

Was die Frage aufwirft, was passiert, wenn man's ihr erklärt....

Theoretisch kannst Du aber nur durch den Reibungskoeffizienten Gummi/Asphalt bei idealsten Verhaeltnissen gekaercherte, absolut staubfreie Strasse, superschmaler und Superhartgepumpter heissgefahrener(klebender) Reifen, maximal 1G in ein Rad einleiten.

Sorry, aber das stimmt nicht, es gibt keinen prinzipiellen, theoretischen Maximalwert, grade nicht bei Reifen - wenn Du das damit sagen willst. Ich hab selbst schon mit Reifen gespie^h^h^h^arbeitet, die bei knapp µ = 2 waren. Waren allerdings zugegebenermaßen keine Fahrradreifen.

In der Praxis ist das aber eher nur die Haelfte. Die DIN sag 0,45 ...

Das glaube ich bei spochtlicheren Fahrradreifen auch nicht unbedingt, die sollten auf normalen, nicht gekärcherten Asphalt schon mehr bringen, abgesehen davon....

Ich berechne Raeder fuer 5G Auflast und 3G Querkraft als Sicherheit.

... berechnet man sowas ja nicht gegen normale Betriebskräfte, sondern gegen "geringfügig paranoide" Lastkollektive. 3g finde ich aber schon einen ganz ordentlichen Wert.



Tim