Diplomová práca. na tému. z. Vysoké obežné kolesá. sa uskutočnilo na (ILFB) na Viedenskej technickej univerzite pod dohľadom

1 diplomová práca na tému stresové, deformačné a stabilitné správanie bežcov vysokých kolies vykonaná na Ústave ľahkej a leteckej konštrukcie (ILFB) Viedenskej technickej univerzity pod vedením Dipl.Ing. Michael Stiftinger z firmy Hans-Erich Dechant mat. Č .: Dresdnerstr. 1/3/Viedeň Viedeň, máj 1997

vysoké

2 V prvom rade by som sa chcel poďakovať svojim rodičom, ktorí mi túto štúdiu umožnili a napriek tomu, že to trvalo dlho, nestratili trpezlivosť. Moje špeciálne poďakovanie patrí aj pánovi o.univ.prof.dr.f.g.rammerstorferovi, ktorý mi túto dizertačnú prácu umožnil na svojom ústave a ktorý vždy prejavoval záujem o jej postup. Môj vedúci, Dipl.Ing. Ďakujem Michaelovi Stiftingerovi za jeho vždy otvorené ucho, pokiaľ ide o moje starosti a želania. Jeho nasadenie pri riešení problémov urýchľovalo môj pokrok a na prvom mieste umožnil realizáciu niektorých analýz. Chcel by som sa poďakovať pánovi Gerhardovi Schneiderovi za podporu pri riešení IT inštitútu. Umožnil mi zostať v kontakte s ústavom a cez leto získať prístup k mojim údajom zo vzdialených Korutánska. Tiež by som sa chcel poďakovať: Stefan Öller, Dipl.Ing. Nikolaus Praxmarer, pán Andreas Röderer, pán Dipl.Ing. Andreas Rossoll, pán Walter Švec;

4 D. PODMIENKY HRANY pneumatiky A. Náboj KAPITOLA 5 PREDPRACOVATEĽ SÚBOR HLAVNEJ NABÍDKY A. Nové B. Čítanie C. Zápis EDIT A. Vyberte ráfik B. Zadajte zaťaženie C. Model - materiál a rozmery EXTRAS A. Titulná karta B. Hlavné a ovládacie parametre riešenia a parametre Iteračné parametre D. Počiatočné a vstupné/výstupné parametre KONIEC KAPITOLA 6 VÝSLEDKY POPIS ŠTANDARDNÝCH VARIANT PARAMETROV CASE A. Parametre ráfika a) Plocha prierezu b) Plošný moment pre obvodový ohyb c) Plošný moment pre priečny ohyb d) Krútiaci moment oblasti e) Posun stredu šmyku f) Porovnanie dvoch ráfikov B. Geometria a) Priemer kolesa b) Šírka náboja c) Priemer príruby d) Počet lúčov e) Počet krížení lúčov C. Predpätie lúčov Nedokonalosti Prípadová štúdia A. Deformačný údaj B. Napätie lúčov C. Rezné sily ráfika D. Pevnostná analýza OSTATNÉ ZATIAŽENIA A. Radiálne zaťaženie B. Brzdné sily C. Torzné zaťaženie DODATOK ŠTANDARD - ADRESÁR LITERATÚRY VSTUPNÉHO SÚBORU CARINA HNIS ZOZNAM OBRÁZKOV ii

6 2 Kapitola 1 Problém vysokých bicyklov nemusí byť pre každého, ale stále na ňom jazdia: historicky zainteresovaní ľudia, umelci, umelci a samozrejme pre čistú zábavu s každým druhom sprievodu, pouličnej párty. Najmä v posledných niekoľkých rokoch zažilo penny farthing renesanciu podporenú všeobecným rozmachom bicyklov. Bohužiaľ, podľa očakávaní dnes stále chýba technická dokonalosť. Boli tu nejaké pokusy o pochopenie kolies s lúčovými lúčmi v zásade, ale posledný seriózny výskum bol pred časom. Tu je popis konštrukčných prvkov, ktoré považujem za dôležité, a ich základná funkčnosť. Jedným z cieľov tejto diplomovej práce je priblížiť penny farting k najnovšiemu stavu z hľadiska jeho konštrukčnej a technickej vyspelosti a dotiahnuť niečo, čo sa za posledných osemdesiat rokov zanedbávalo.

19 Problém - obežné koleso 15 e) Numerické určenie geometrických údajov Na výpočet geometrických údajov sa profily nakreslili v aplikácii AutoCAD R12 a potom sa načítali príslušné dĺžky a oblasti. Pre jednoduchšie a presnejšie určenie údajov slúži A.N. Rodionov vytvoril program - pomocou CROSTU sme určili plošné momenty 2. stupňa a oblúkové odpory doskových konštrukcií (lodí). Pre výpočet boli prierezy ráfika rozdelené na malé časti - diskretizované - a rezom bola daná zodpovedajúca hrúbka (pozri obrázok 1-13). Kľúčové údaje požadované pre ďalší výpočet boli stanovené pre takto diskretizované prierezy ráfika. Získané hodnoty sú uvedené v tabuľke 2. Obrázok 1-13: Diskretizácia ráfikov: a) Alesa 9021 b) Raleigh Tabuľka 2: Parametre prierezu ráfikov Alesa 9021 Raleigh Prierezová plocha A 124,8 mm 2 109,6 mm 2 Moment plochy okolo priečnej osi I x 3344 mm mm 4 Moment plochy okolo zvislej osi I. y mm mm 4 Krútiaci moment I t 1257 mm mm 4 Stred posunu y M 9,78 mm 7,94 mm Excentricita kontaktného bodu lúčov x Sp 1,01 mm 1,00 mm Zníženie kontaktného bodu lúčov -y Sp 5,75 mm 3,10 mm

20 16 Kapitola 2 Zaťaženia Okrem znalosti modelu je dôležité analyzovať problém a poznať zaťaženie, ktoré možno očakávať. Najmä u zariadenia, ktoré sa používa veľmi individuálne a je vystavené rôznym podmienkam, je veľmi ťažké odhadnúť sily, ktoré v skutočnosti nastanú. V tejto kapitole by sa teraz mal urobiť pokus s dostatočnou presnosťou načrtnúť zaťaženia, ktoré možno očakávať, a vyvinúť zodpovedajúce charakteristické zaťaženia pre výpočtový model.

27 23 Kapitola 3 Riešenie Existuje niekoľko spôsobov, ako urobiť vyhlásenia o správaní sa obežného kolesa. Prezentujú sa tu dva analytické prístupy: Pippardov výskum je zameraný na stanovenie stavu napätia v kolese s drôteným lúčom pri určitom zaťažení. Limity sú hlavne v nelinearitách spôsobených veľkými deformáciami a chovaním lúčov vyplývajúcich z týchto deformácií. Výpočet stability sa snaží naznačiť hranice stabilného správania a z toho zabezpečenia proti nestabilite. Tu sa mi zdá prístup podľa Ratzendorfa najbližšie k problému predpätého ráfika kolesa. Ako numerická metóda metóda konečných prvkov konečne ponúka možnosť stanovenia oboch limitov stability a rozloženia napätia za nelineárnych podmienok.