Усталость материала

Масса

HV-Шины

Резина есть, значительная деформация шины есть, а деформации резины шины – нет! Эластичность HV-шины сравнима с эластичностью однотрубок.

Это достигается за счёт специальных прорезей в протекторе, которые также увеличивают сцепление при маневрировании на 20-30%;

Для снижения вероятности проколов применяются специальные устройства, выцарапывающие колючки и стёкла из резины на ходу.

Масса велосипеда играет роль при переноске и ускорениях. Существуют некоторые инженерные методы уменьшить массу велосипеда.

а) элемент, работающий на кручение. Наибольшие напряжения возникают во внешних слоях, поэтому это, несомненно, цилиндрическая труба.

При нагрузке стенки трубы имеют тенденцию к потере формы. Обычно для предотвращения этого, увеличивают толщину стенок трубы.

Однако здесь можно заимствовать некоторые идеи из авиации, которые предотвращают смятие наружных стенок, позволят сделать их тоньше и всю трубу легче.

– труба должна быть не полой, а иметь внутреннюю структуру костей птерозавра (целесообразность доказана миллионами лет); подчеркнём, что внутри должна быть не просто твёрдая пена, а полное повторение внутренней структуры кости птерозавра;

– труба должна иметь повышенное внутреннее давление воздуха, как в C-5 GALAXY;

б) элемент, работающий на сжатие. Здесь применимы все соображения для трубы, работающей на кручение. Отличие заключается в том, что труба, работающая на сжатие, имеет наибольшие напряжения именно в центральной (по длине) части. Поэтому такая труба уже не является цилиндром, а линейно расширяется к центру, согласно эпюрам напряжений.

в) элемент, работающий на изгиб. В таком элементе слои, работающие на сжатие, должны представлять собой трубу; слои, работающие на растяжение, должны представлять собой трос. В общем случае трос может располагаться вне, за пределами трубы. Расположение троса повторяет эпюры напряжений. В целом такой элемент становится равнопрочным, не "знает", где поломаться и… не ломается!

В велосипедах надо всячески избегать элементов, испытывающих консольную нагрузку на изгиб. Поэтому, в частности, подседельную трубу надо делать строго вертикальной, как в велосипедах ITT.

г) велосипед, построенный согласно эпюрам напряжений, является равнопрочной конструкцией, и назовём его " эпюрный велосипед ".

д) Узлы

Запас прочности рамы определяется в первую очередь узлами соединений, где возникают наибольшие напряжения, что и заставляет делать их особо прочными и тяжелыми.

– Не препятствуйте раме "поломаться" там, где она особенно это "хочет"; узлы соединений элементов рамы должны представлять собой шарниры! В первую очередь это касается узла соединения с рулевой колонкой; здесь устанавливается шарнир, упруго воспринимающий встречные удары, превышающие запас прочности рамы; такой шарнир работает как демпфер-предохранитель, что позволяет снизить запас прочности и массу рамы;

Наличие таких шарниров не снижает жесткость рамы для жесткого педалирования, но усталостные дефекты материала в узлах исчезают;

3 таких шарнира позволяют сделать складывающийся за 30-40 сек велосипед для перевозки на моторных видах транспорта; Так, в частности, реализован HV-R-велосипед. Его рама имеет только 3 трубы.

Динамические нагрузки приводят к возникновению локальных дефектов, которые разрастаются и могут привести к внезапной поломке конструкции. Поэтому создают избыточный запас прочности, что ведет к увеличению массы. Запас прочности является неопределенной величиной, зависящей от условий эксплуатации. Создавать заведомо малый запас прочности и проводить регулярную ультразвуковую дефектоскопию – нереально. Поэтому мы видим необходимость вводить в конструкцию специальные элементы с пониженной прочностью и обладающие пластической деформацией. Усталость такого элемента приведет к потере им формы – деформация (это не поломка), с этого элемента осыпается краска, что говорит о недопустимости дальнейшей эксплуатации конструкции.

Дата добавления: 2015-05-10