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荷载转移的后续研究(荷载转移的成因)(再次修正图片)

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 楼主| 发表于 2009-1-2 19:40:59 | 显示全部楼层 |阅读模式

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我以前发过帖子,讲过荷载转移的问题,但对于荷载为何会转移,只做了模糊的解释,现在做详细探讨。



初始理论

大家都知道受力平衡,但还有个力矩平衡,荷载转移的真正原因正是这个力矩平衡(我也是最近才想到),看下面的示意图

                               
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在减速力Fa的作用下,势必会在重心(黄点)处,产生一个顺时针方向的力矩MFa,车必定会向顺时针方向发生翻滚,而事实却没有,也就是有别的东西与之平衡,只有力矩才能和力矩平衡,所以,肯定会受到一个逆时针方向的合力矩,这个力矩是地面支持力提供的。根据这个理论,得到以下平衡方程:MFa=MN1-MN2,从而N1 N2的相对变化产生了荷载移动。






下面验证下

这是由悬挂分析器得到的一些信息。

                               
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这是分析器的内部数据

                               
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可以得到,Fa=3767.149902,则MFa=Fa*重心高度=3767.149902*0.41+0.06=1770.56045394Nm,由刚才的理论,地面支持力的合力矩等于它

这是无刹车相应Live settings下,前后悬挂的载荷

                               
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得到前悬垂直载荷=1966+1832=3798N
后悬垂直载荷=1339+1232=2571N
设,全力减速时,某侧荷载变化量为X
则,全力减速时,前悬荷载=3798+X,后悬荷载=2571-X,根据上面理论的方程,推出X,看看跟实际是否相符。

结合前面的受力图,N1=3798+XN2=2571-X
再结合重心到前后的距离,得到力矩MN1MN2
MN1=3798+X*0.86,MN2=(2571-X)*1.15

MFa=MN1-MN2,解方程,得X=726.83N
N1=4524.83
N2=1844.17



看看全力刹车时,荷载转移的情况

                               
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前悬荷载=2291+2181=4472
后悬荷载=1014+883=1897

误差大约50N,结果令人满意,误差来自于空气阻力带来的力矩并没考虑在内




小结和延伸。
不仅仅是刹车时,任何情况下,这个理论都适用。车产生G力源于外界给了车一个不为0的合外力作用,这个合外力作用,在重心处产生了一个力矩,地面支持力相应就给了一个反力距,这个类似于作用力与反作用力,So,前后支持力发生变化以提供这个反力距,就产生了荷载的移动。地面能提供多大的反力距?很显然,当车子荷载完全移到某侧而没有发生倾覆时,所以给车产生G力的合外力矩超过这个最大地面反力距时,车就会发生翻滚了。如果发生某侧车轮离地,那么随着离地高度越大,完全得到荷载一侧的地面力矩就会下降了(力臂减短),另一侧由于车轮离地,没有力矩,所以此时地面反力矩会一直减小。





[ 本帖最后由 rdm2008 于 2009-1-2 21:22 编辑 ]

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发表于 2009-1-2 19:42:37 | 显示全部楼层
图片全都看不到啊~[16.gif]      写的绝对不错
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 楼主| 发表于 2009-1-2 19:43:20 | 显示全部楼层
图似乎出不来,大家可以右击在图片属性里复制连接到IE里看,诸多不便请谅解。
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发表于 2009-1-2 19:48:24 | 显示全部楼层
图挂了..........
LZ武汉理工大学的?
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 楼主| 发表于 2009-1-2 19:48:55 | 显示全部楼层
有没有人告诉我下图怎么出不来···我好修正方便大家看···谢了[3.gif]
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发表于 2009-1-2 20:02:31 | 显示全部楼层
找个好的外链..具体怎么我也不太清楚..

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发表于 2009-1-2 20:50:05 | 显示全部楼层
抱歉 仍然不可见……
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 楼主| 发表于 2009-1-2 20:53:39 | 显示全部楼层
原来我自己都看不见,现在自己能看见了啊,别人却还看不见

我郁闷[3.gif] 我会尽快找到原因的
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 楼主| 发表于 2009-1-2 21:23:32 | 显示全部楼层
这下应该没问题了,还是国外的外链好···
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发表于 2009-1-3 19:38:09 | 显示全部楼层
[8.gif] 太专业了LZ~
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 楼主| 发表于 2009-1-3 20:33:00 | 显示全部楼层
专业不敢当···其实原理很简单,高深的东西我也推不出来···

只是用比较科学的方法探讨些小东西罢了,总比空想好···
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发表于 2009-1-4 14:25:09 | 显示全部楼层
开始后悔没有学理科了……
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发表于 2009-1-13 13:29:44 | 显示全部楼层
楼主深入浅出的时候,一不小心深太多了 ……

其实最简单的理解LZ的说法,应该先做一个说明 …… FXCarl不才,稍微班门弄斧解释一下

首先,作为一个汽车,重心的位置是由设计的时候决定的,在行驶的过程中,如果不考虑燃油和人员运动的问题,整车的重心位置是不会变的。同时车辆的总重也不会发生变化,这个大家千万要牢记。

产生所谓荷载转移的原因,是因为惯性……

车辆在运动的过程中携带有能量。而刹车的过程中,由于刹车平面低于重心……想想也知道,由车轮提供的摩擦力,即刹车力的作用面就是地面,重心无论如何都是高于刹车面的。

大家试着可以想想,如果你在走路的过程中,有人伸脚绊你一下,会怎样?会往前倒呀……因为重心的惯性和重心高度形成的一个力臂

汽车也是一样的道理撒 ……

汽车的任何运动状态的改变都是来自于轮胎和地面的摩擦,所以汽车的运动能量产生,都是在重心之下的。因此任何改变车辆运动状态的动作,都需要对抗重心的惯性

那么,为什么惯性力会叫做荷重转移……很简单,开头说了,汽车整车的重量是恒定的。而支撑汽车的只有四条轮胎而已。所以四条轮胎的荷重加起来等于车重是必然的……最终,看起来像是重心在车身上挪来挪去一样
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