Как происходит конструрирование рамы мотоцикла?

[xdforce]

Еще раз всем привет
Очередной странный вопрос - рассматривая множество конструкций рам для электромопедов / мотоциклов замечал, что сечение труб и их количество достаточно малое, даже - если мотоцикл ригидный... Мне вот хочется узнать как конструкторы приходят к этому. Какие векторы сил взаимодействуют на разные части рамы. Пока без учета характеристик самого металла. Вот, например, в классическом треугольнике верхняя труба - достаточно толстая, а вот трубы, которые крепят заднее колесо - на порядок меньше в сечении. Почему так, если заднее колесо это раскрученный маховик и почему при ударе о неровность трубы не гнет и раму не складывает пополам? Почему рулевой стакан не выворачивает, например, на чопперах, хотя там рычаг в виде вилки просто огромен? На скутерах длина рулевого стакана 28 сантиметров, а на рядовых мотоциклах не более 15. Хотя нагрузки на мотоцикле явно побольше будут. Во что вообще уходит сила удара, как компенсируется сила?

Вот такие вопросы и волнуют. Ну и наверное как сильно это влияет на самостоятельное конструирование - актуально ли? Стоит ли так заморачиваться или нет?

[edw123]

Еще раз всем привет
Очередной странный вопрос - рассматривая множество конструкций рам для электромопедов ... Какие векторы сил взаимодействуют на разные части рамы. Пока без учета характеристик самого металла...

Конструируют уже более 100 лет и к единому виду не пришли. Цели разные у разных рам, и раму в отрыве от остальных элементов тоже нельзя рассатривать. Тем более только геометрию. И без свойств материалов. И без свойств соединений (сварных швов). По последним причинам и "векторами" до самого последнего времени особо не заморачивались - на пробных экземплярах всё оптимизируется в процессе испытаний. Не уверен что и сейчас без испытаний, только с суперкомпьютера, пустят в производство.

[stels]

[user]xdforce[/user],
Для начала надо изучить сопромат. Тогда появится понимание что такое векторы сил и как они взаимодействуют. Какие при этом усилия приходятся на какие элементы конструкции.
Всё остальное от лукавого.

[xdforce]

[user]xdforce[/user],
Для начала надо изучить сопромат. Тогда появится понимание что такое векторы сил и как они взаимодействуют. Какие при этом усилия приходятся на какие элементы конструкции.
Всё остальное от лукавого.

Да, у меня еще нет того образования чтобы его понимать в полной мере. Поверхностно знаю, поверхностно и понимаю, однако не хочется потом стыдиться своих изделий

[edw123]

Да, у меня еще нет того образования чтобы его понимать в полной мере. Поверхностно знаю, поверхностно и понимаю, однако не хочется потом стыдиться своих изделий

Я вот не соглашусь с вроде очевидным предложением [user]stels[/user]а  - не нужен никакой сопромат, достаточно опыта работы с материалами - это и есть "сопромат", практический. В том смысле, что получить и использовать сопроматные результаты одному человеку совершенно невозможно в том объёме и той точности, котора нужна.
Собственно поэтому все самодеятельные конструкторы - не профессора тмм, а люди с опытом работы с материалами и с разумной головой. Так что не стыдитесь особо своих теорзнаний.

[xdforce]

Я вот не соглашусь с вроде очевидным предложением [user]stels[/user]а  - не нужен никакой сопромат, достаточно опыта работы с материалами - это и есть "сопромат", практический. В том смысле, что получить и использовать сопроматные результаты одному человеку совершенно невозможно в том объёме и той точности, котора нужна.
Собственно поэтому все самодеятельные конструкторы - не профессора тмм, а люди с опытом работы с материалами и с разумной головой. Так что не стыдитесь особо своих теорзнаний.

И на этом спасибо

[edw123]

И на этом спасибо

Подобрать имеющийся аналог, "икону стиля" в желаемом стиле катания, и повторить. Творчески, с учетом своих материалов и умений.

[stels]

достаточно опыта работы с материалами - это и есть "сопромат"

Это есть сопро и Мат.
При этом подходе недостатки проектирования компенсируют толщиной трубы. Причем далеко не всегда удачно.
Один мой знакомый совместно с профессиональным сварщиком собрали дрифттрайк. Изучив интернет конечно. Но по своей логике усилили раму, чтобы она не могла "играть" в принципе.
Как результат рама начала лопаться по швам. Вместо того, чтобы гасить вибрации она начинала резонировать.
Если поглубже копнуть в конструирование мото рам, то можно найти интересные факты про расчеты на упругую деформацию для гашения вибраций.
Кстати об этом же можно почитать и у профессиональных велогонщиков. Почему например мало алюминиевых шоссеров?
В мотоцикле это не так заметно ибо другой вес и присутствуют подвески. Однако даже бренды страдают от усталостных трещин. В основном это алюминиевые рамы с избыточной жёсткостью. Как например печально известная рама Хонды CBR 90-х годов. Лично я видел несколько хонд с лопнувшими рамами в районе рулевой колонки. Две из них были у моих знакомых. И это были не гонщики!

Так что не стыдитесь особо своих теорзнаний.

Стыдиться глупо. Но упорствовать в отрицании важности этих знаний также глупо.

Стоит ли так заморачиваться или нет?

Если есть желание то изыщутся и возможности. Дерзайте. Некоторые интересные идеи рождаются людьми не имеющими профильных навыков.

[edw123]

Стыдиться глупо. Но упорствовать в отрицании важности этих знаний также глупо.

Повторю свою мысль. Сопромат и расчеты хорошо работают когда есть кб человек на 5-10, опытная база человек на 10, металлобаза с нужным сортаментом и вся линейка станочного парка. Так что никакого упорства, только бизнес.

[sdenis2017]

Стыдиться глупо. Но упорствовать в отрицании важности этих знаний также глупо.

так и есть
чуть теории обязательно!
Добавлено 09 Мая 2022 в 12:04

Вот, например, в классическом треугольнике верхняя труба

у меня нижняя
и так похоже лучше - с моей точки зрения
Добавлено 09 Май 2022 в 12:05

а вот трубы, которые крепят заднее колесо - на порядок меньше в сечении.

так их аж четыре - в чём вопрос то?

[xdforce]

так их аж четыре - в чём вопрос то?

Возьмем постоянную силу, направленную перпендикулярно оси колеса

И начнем давить... Получается что больше всего нагрузки примет верхние две трубы

А нижние не будут гнуться, потому что их держат верхние. Итого я правильно понимаю, что такая компановка будет лучше, чем одна труба большего сечения с косынкой?

Аналогично получается, что нагрузка на нижний подшипник стакана больше, чем на верхний

[sdenis2017]

[user]xdforce[/user], задние трубки работают на торцевое сжатие

Добавлено 09 Май 2022 в 14:06

чем одна труба большего сечения с косынкой?

топовые маятники всегда состоят из треугольника

[edw123]

[user]xdforce[/user], задние трубки работают на торцевое сжатие

продольное
Добавлено 09 Май 2022 в 14:14

Итого я правильно понимаю, что такая компановка будет лучше, чем одна труба большего сечения с косынкой?

Чем лучше? Любой вариант можно сделать одинаковопрочным. Больше решают компоновочные требования. Часто и одну трубу ставят идаже одностороннюю консоль. Зависит от идей.

[xdforce]

Да, точно. Забыл про силу тяги колеса. Действительно, нижние трубки выполняют роль сжатия. Понял!

Я почему все это спрашиваю. Я не хочу использовать подвеску. От слова совсем. Ригидный тип мне подходит больше всего. Поэтому и сложности понимания какой элемент какую должен нести нагрузку. Если есть путная литература, я не откажусь.
Добавлено 09 Мая 2022 в 14:30
Наконец определившись, что я хочу и что действительно хочу сделать, решил приступить к созданию эскизов:

На первой картинке старый вариант, но в общей компановка
На второй последняя попытка создать раму всего этого дела.

Размеров, к сожалению нет, но если ориентироваться, то колеса 15", профиль трубы 25мм 1.5мм



Вот пока один вопрос: нет хотя бы грубых нарушений(вторая картинка) по виду? 
К советам прислушаюсь, каждую мелочь и т.д даже просить не буду говорить, время спецов не бесплатное. Но так, хотя бы знать такие жесссткие косяки хотелось бы

[stels]

Если это стационарный мангал то всё шикарно.
А вот ездить с такой рамой точно не стоит.
Здесь неправильно всё.
Почитайте:
https://motocafe.ru/zheleznyj-ceh-teorija/2644-ustroistvo-motocikletnoj-ramy.html

[xdforce]

Да, читал эту статью прежде чем написать вопрос в этой теме. К сожалению до конца не разобрался что конкретно и как должно быть( Может и есть такие готовые конструкции, которые достатрчно переделать под себя, но я их к сожалению еще не встречал...


Если речь про треугольник, то вынос заднего колеса тогда логичней будет в этот треугольник и поместить, попутно уменьшив профиль до 20х20х1.5

Пока меня гложит вопрос с рулевым стаканом. Поскольку он работает
1) на противодействие рычагу от вилки с колесом
2) на изгиб при ударных и статичных нагрузках на переднее колесо (т.е просто сидишь).

Вилка, наверное, другая тема, здесь это неважно. Элементы, которые крепят сателлиты по бокам выполнены из 4мм стали. Поскольку нагрузка будет почти направлена вниз, а вес сателлитов не более 2х кг, считаю, что увеличив сечение в стыке с рамой можно поднять жесткость.

Аналогично сделано для подножек (на фото не видно, но там стоит перпендикулярная косынка), кстати, конструкцию подножек взял, ориентируясь на раму Yamaha Jog SA12J (там это сделано в виде швеллера, но я решил чуть изменить, поскольку мои техвозможности нормально изготовить детали не получится)

Лапки (под сиденьем) по 4м сторонам - крепление блока аккумулятора и контроллера - аналогично по нагрузкам как и с подножками, на них ставится аллюминиевая трапеция

В самом низу (внутри рамы) крепится фанерный короб (сабвуфер), вес которого не более 6-8кг в сборе.

[stels]

Вот для того чтобы понять почему не правильно нужны хотя бы базовые знания.
Начните с этого:
https://sopromats.ru/sopromat/chaynikam/

[xdforce]

Потратил время на книжку по сопромату... Начал только читать, и понял, что
1) ничего не понимаю
2) по большей части приводятся расчеты.
мне нужно понимание процессов

в общем, спустя время, оказалось что я шел вообще не в ту сторону. Взаимодействие сил, которое как раз мне и нужно занимается теоретическая механика, раздел статика, вместе со всеми аксиомами и прочим...А сопромат - это сопротивление материалов. Компьютер, при должном умении обращаться с ним, может просто просчитать все напряжения, деформации и перемещения. От меня остается только проследить, чтобы предельные значения не выходили за рамки.