ROWERY I INNE POJAZDY ELEKTRYCZNE - FORUM ARBITER

[Ledo]

Słowa kluczowe
częśtość kołowa, drgania harmoniczne, częstość własna

Fala to rozchodzące się na dowloną odległość zaburzenie równowagi (np na pow. wody)
Źródłem fali (drgań) jest silnik, a ich nośnikiem rama roweru. Rama jest ciałem stałym więc nie widać fali jak na pow wody, ale czujemy ją jako drgania (falowanie materiału jak sinusoida, chyba że nagramy konstrukcję w mega slow motion
https://youtu.be/3_AOvGOu3Dw?t=35
Ten most jest nagrany bez slow motion więc czemu widać falowanie na wietrze?
Zły model obliczeniowy konstrukcji, od obciążeń statycznych wszystko w normie, most przenosi ciężar własny i samochodów, ale dali ciała na napór wiatru i pracę harmoniczną w jakąs most wpadł podczas stałego podmuchu.
Drgania powstają od rytmicznie powtarzalnego ruchu.
Silnik zamocowany na stałe do konstrukcji wprowadza na nią drgania, silnik samochodu jest izolowany na poduszkach do ramy auta, a rama auta jest izolowana przez 4 gumowe napompowane opony.
Turbiny w elektrowni, olbrzymie kowadła przemysłowe i inne, głównie się projektuje na olbrzymich fundamentach w ziemi, gdyż drgania powstałe przy ich pracy zniszczyły by strop, konstrukcję. Zazwyczaj taka maszyny posadowiona jest na fundamencie pośrednio przez tłumik drgań.
Jeżeli już dochodzi do projektowania maszyny na elemencie żelbetowym liczy się nośność konstrukcji budując model drgań stropów, gęstość podpór przegubów...
Każda maszyna ma swoją częstość kołową jako punkt bazowy. Pod tą częstość dobiera się model konstrukcji (nie grubość żelbetu ale roztaw podpór i rodzaj podpór) np im krótsze przęsło stropu, tym mniejsza amplituda drgań (np góra dół) będzie konstrukcji.
Myk polega na tym aby drgania własne konstrukcji nie pokryły się drganiam wywołanymi przez urządzenie. Jeżeli się pokryją to dochodzi do zniszczenia konstrukcji. Czyli filmik powyżej gdzie jest most bliski zerwania, podobnie kolumna wojska maszerująca przez most idąca równym krokiem może stworzyć rezonans mostu.
Podsumowując
Zanim dojdzie do zniszczenia, drgania są niskie i nic się nie dzieje, potem jest zakres drgań niszczących (źródło drgań rezonuje z drganiami konstrukcji), jeżeli zwiększymy np obroty silnika ponad wartość drgań własnych konsturkcji, rezonans znikie a fale nie beda sie pokrywać

Więc są 3 zakresy (typy) konstrukcji:
1. Nisko strojona
2. Drgania niszczące
3. Wysoko strojone

Przykłady:
1. most, stropy ściany (dobiera się model tak aby drgania nie doszły do strefy niszczącej, ale też są wyjątki)
3. samochód, wszelkie konstrukcje pod maszyny wirowe lub rytmiczne
Każdy napewno jechał autobusem który np stał na światłach, silnik diesla na luzie daje duże drgania, można obserwować jak duże połacie okien falują, a chwytając poręczy czuć jak wszystko wibruje, czasem nawet podłoga podskakuje i słychać hałas, wszystkie luzy na śrubach dający metaliczny dzwięk. Obroty silnika są na około 800-900 obr/min, ale wystarczy że kierowca doda troche gazu (podnosząc obroty) i hałas jak i odczuwalne drgania znikają.
Silnik jest ustawiony na skraju drgań zakresu 2. i 3.
poniżej tych 900obr/min wszedłby całkowicie na zakres 2. uszkadzając silnik.
Im więcej kierowca da gazu, tym na jeszcze większą częstotliwość wchodzi a konstrukcja jeszcze mniej drga (skrajny przypadek motor ścigacz który ma 17tyś obr. albo formuła 1, na pełnych obrotach czuć tylko pisk komara a maszyny stoi równo).
Tyle pamiętam ze studiów, sory jako coś przekręciłem zwłaszcza z nazewnictwem

Jak to ma się do naszego roweru ?
Rozpędzamy się, wchodzimy w strefę niskiego strojenia, przy około 15-20km/h jesteśmy w strefie drgań niszczących, powyżej tej prędkości drgania ustają bo jesteśmy już w zakresie wysokiego strojenia.
Czemu przy 15-20 km/h rama nam wibruje, buczy i się nie rozwala? Bo model ramy jest wystarczająco sztywny (albo silnik jest za słabym źródłem drgań) i niedochodzi do jej rozerwania.
Jak pozbyć się tych drgań?
Izolować silnik, od ramy, a to już jest wyzwanie jak zamontować silnik do ramy np na gumowych poduszkach w haki i utwierdzić to tak aby oś się nie obróciła albo wogóle koło nie odpadło.
Użytkownicy fulli/falconów, teoretycznie odczuwają mniejsze drgania bo silnik jest w wahaczu który jako pierwszy pochłania całe drgania, które potem część idzie przez łożyska w przegubie whaczu na ramę, a część jest izolowana tłumikiem czyli dumperem. Teoretycznie łożyska można by dać w gumie izolując ramę od drgającego wahacza.
Dzisiejsze diesle już tak nie podskakują na czerwonym świetle bo drgania są wytłumione kołem dwumasowym.

Wypełnienie pustych przestrzeni ramy pianką redukuje jedynie dodatkowy efekt rezonansu akustycznego (filharmonia, piszczałki itd...) podobnie zamiana sterownika na sinusoidalny, ograniczamy hałas silnika (fala dzwiękowa - a to też drgania), ale to jest tylko kosmetyka, bo rezonans mechaniczny będzie dalej głównym źródłem drgań spowodowanych obrotami silnika.

Bardzo podatne są na drgania wysokie maszty gdzie się ja usztywnia dodając dodatkowe odciągi zmneijszając w ten sposób odcinki "przeseł" przegubami (punkty przegięcia fali)

[esati]

Miałem nadzieję że pianka zmieni częstotliwość rezonansową i wytłumi akustycznie i to by mi wystarczyło.

Czy masz jakiś pomysł w jaki inny sprytny sposób pozbyć się tego dźwięku?

Ciekawe czy stalowe podkładki pokryte z 2-3mm twardej mieszanki gumy umieszczone na osi w miejscach styku z ramą (4szt.) rozwiązałyby problem. Sama blokada osi obrotu też by musiała być przykręcona do ramy na podkładkach gumowych, tak aby sam silnik nie miał żadnego kontaktu metal-metal z ramą. Kolejny pomysł do przetestowania.

[Ledo]

Jeżeli chodzi o hardtail to uważam że sprawa jest przegrana bo nie widze jak by tu odizolować silnik gumą od ramy, same podkładki OK ale tracisz już sztywność zamocowania koła (napewno coś pomogą, ale na jakis czas, bo dokręcisz śruby-, guma się ściśnie, przez użytkowanie roweru guma będzie pracować, przetrze się, prędzej czy później metal z metalem się spotka i będzie po staremu), ale dalej pozostanie styk osi z hakiem i byś musiał tą oś "oblać" twardą gumą na całym obwodzie, ale powstaje problem z torq armem, który musi na maxa dociskać oś. Rolą blokady koła jest jak najbardziej usztywnieniem osi, a guma wręcz przeciwnie tłumi drgania przez to że jest elastyczna.
Przy pełnym okondomowaniu osi i blokady osi, koło będzie pracować na lewo prawo itd...

Jest pole do poeekperymentowania z fulami, gdzie można wahacz odizolować. Silnik mocno zamocowany do wahacza, niech se wahacz wibruje - a założyć izolację na przegubie wahacza w mocowaniu do ramy, czyli łożyska w jakiejś gumie coś jak tuleja gumowa pod przegubami w samochodzie. I wtedy buda (rama) roweru powinna nie ćwierkać.

Podwozie tramwaju składa się z dwóch wagoników jezdnych (po 4 koła każdy wagonik) w których jest silnik i hamulec, na te dwa wagoniki jezdne na sprężynach jako przegub jest oparty całe nadwozie składu. Cały wagon jest całkowicie odizolowany od części napędowej.
Buda samochodu jest odizolowana od silnika 3 poduszkami gumowymi...

Odnośnie pianki, to co napisałem jest teorią, może jednak się okazać że drgania konstrukcji nie są takie duże i wypiankowankowanie da spory efekt, ale to już trzeba poeeksperymentować

[esati]

Torq arm na sztywno do osi silnika a od ramy odizolowany gumowymi podkładkami (u mnie to jest płaskownik 8mm w odpowiednim kształcie, więc między płaskownik a ramę można dać gumowe podkładki, ale nadal pozostaje kwestia samych śrub od torq arma...). Ale masz racje że to będzie pracować i prędzej czy później się wyrobi. Ciekawe na jak długo. Nie wiem czy to jest warte zachodu eksperymentować.

Tak naprawdę wystarczyłoby albo na tyle zmienić częstotliwość rezonansową aby zamiast przy ~30km/h drgania były przy ~50km/h, albo wytłumić na tyle żeby już nie przeszkadzało akustycznie. Bo jak ustawie ogranicznik mocy np. na 1500W to hałas jest mniejszy, na 1000W jeszcze mniejszy a na 500W już go nie słyszę.