Doorzoek site:
VOLG ONS OP FACEBOOK:

Facebook

Home > Techniek > Mechanica > Stijfheid


Afstudeerder gezocht voor stijfheid van wielen,

Momenteel ben ik in samenwerking met Femtec wat een bedrijf is dat complete doorrekeningen maakt van constructies. De berekeningen worden zowel met de hand als met de computer gemaakt. Het is dus niet zo dat je een model in de computer stopt en je krijgt het goede antwoord! Al heb je een piano: dan ben je nog geen pianist!

Een fietswiel is een redelijk complexe constructie met bijna enkel trekstaven (de spaken) waarvan ook nog eens wordt verwacht dat er mensen van soms wel 150kg op kunnen rijden en sprinten zonder dat er iets stuk gaat. Statisch is er allemaal weinig aan de hand maar dynamisch kunnen er problemen voorkomen zoals loslopende nippels, scheurende velgen en zijslagen in de wielen. Gelukkig komen deze 3 problemen bij mij weinig voor, maar mijn streven is nul omdat een probleem altijd een verlies verlies situatie is.

Wat Femtec en BikeBoosting samen gaan doen is het volgende. BikeBoosting doet daadwerkelijk stijfheidsmetingen aan velgen en wielen met verschillende spaakpatronen, aantal spaken en verschillende dikten van spaken. En Femtec rekent dit door. ik meet namelijk maar op 1 punt en ik weet niet wat er in de rest van velg of wiel gebeurd. Waarom meet ik bijvoorbeeld een stijver wiel als de spaken op een veel lagere spanning staan? Dat het wiel stijver wordt bij minder spaakkracht wist ik al, maar hoe het komt niet. Meervoudig overbepaalde constructie wordt wel eens genoemd, maar er is waarschijnlijk meer aan de hand. Dit en meer vragen over stijfheid en de onderlinge bijdrage aan het geheel komen de komende tijd aan bod en worden hopelijk duidelijk.

Enkele vragen waar nog geen antwoord op is:

  • Is de laterale framestijfheid van invloed op de rolweerstand?
  • Is laterale wielstijfheid van invloed op de rolweerstand? 
  • Is radiale stijfheid van invloed op de rolweerstand?
  • Welke invloed heeft Reynoldse wrijving op de rolweerstand van de banden?

 

Enkele vragen waar al redelijk een antwoord is:

  • Welke invloed hebben spaakpatronen, velgen, spaakaantallen, naven, inklemmingen, spaakspanning, bandenspanning, materialen en ook nog eens de spaker nu echt op de uiteindelijke velgstijfheid.

 

Afstudeerder gezocht,

Ben je echt geinteresseerd in de fiets, volg je een studie in de mechanica of averwante studie en is bij het lezen van het bovenstaande de interesse gewekt om hier in te duiken dan neem eens contact op.


Femtec

Klik eens op ondertaande link om te zien wat zij allemaal doen!

http://www.femtec.nl/

Mijn velgstijfheidsmeting

FEM model van zelfde meting

Detail FEM

Er wordt veel gepraat en geschreven over stijfheden van fietsen, een stijve fiets zou sneller zijn dan een slappe fiets. Maar andere informatie praat erover dat een slappe fiets werkt als een veer waarmee je, door er gebruik van te maken, sneller bent. Mijn Slingshot is de enige fiets waarbij ik tijdens 1 klim merkte dat hij echt sneller was. Deze fiets is zo slap dat je met een beetje duwen het voorwiel op de stoeprand kon krijgen en het achterwiel op de weg. Maar wat nu beter is kan ik niet zeggen. Het is denk ik een combinatie van manier van fietsen en de fiets.

Stijfheid van wielen
Ook de stijfheid van wielen is een discussiepunt. Lever je nu bij slappe wielen energie in? Ik weet dat niet, het is wel zo dat dat ze stijf genoeg moeten zijn zodat ze niet tegen je remblokken aan moeten lopen. Naar ik weet zijn er nooit metingen gedaan naar rendementen van stijfheden van wielen en fietsen. Als iemand metingen heeft dan hoor en zie ik die graag eens. Je bent nooit te oud om wat te leren.

 

Wat bepaald de stijfheid van wielen?
Elk onderdeel van de wielen bepaald in meer of mindere mate de stijfheid van een wiel. Hieronder staat in toenemende mate de invloedfactoren

1.      Velg: een stijvere velg levert een stijver wiel (hoe breder hoe stijver, hoe zwaarder hoe stijver)

2.       Spaak: hoe dikker (oppervlakte doorsnede) de spaak hoe stijver

3.       Aantal spaken: hoe meer spaken hoe stijver

4.       Flensafstand: hoe verder de flensen uit elkaar staan hoe stijver het wiel

5.       Spaakpatroon: elk spaakpatroon geeft een verschillende stijfheid

6.       Steekcirkeldiameter van spaakgaten in flens: hoe groter hoe stijver

7.       Stijfheid van de naaf: hoe stijver de naaf hoe stijver het wiel

8.       Spaakspanning: niet openbaar voor 26-12-2012

9.       Materiaal spaak: titanium geeft slappere wielen dan met stalen spaken

10.   Materiaal nippel: aluminium of messing. Niet meetbaar.


Het stijfheidsmeetapparaat

Het wielstijfheidsmeetapparaat.

Dit meetaparaat om de stijfheid van wielen te meten is samen ontworpen met Fontys Hogescholen te Eindhoven. Aan de onderkant van het wiel wordt er naast het uitoefenen van een zijwaartse kracht (200 Newton) ook gemeten hoeveel het wiel daardoor verplaatst. Aan de bovenkant wordt er ook gemeten hoeveel het wiel verplaatst. De geleverde kracht gedeelt door het verschil van onder- en bovenverplaatsing levert de stijfheid op.






Hoe zit het nu met de invloed van de velg op de wielstijfheid?

Ook hier is een apparaat samen met leerlingen van Fontys Hogescholen te Eindhoven voor ontwikkeld. Uit de metingen kwamen echter niet de gewenste nauwkeurigheden waardoor een 2de versie is bedacht en gemaakt. Deze heeft een afwijking van maximaal 1% .

Het stijfheidsverschil in velgen is enorm. Een factor 3 a 4 is niet vreemd. Maar wat heeft dat nu voor invloed op de stijfheid van het wiel. Kun je nu beter voor een 100 gram lichtere velg gaan (20% lichter) waardoor het wiel iets slapper wordt (5%). Of geven een stijvere en zwaardere velg een zo veel stijver wiel dat dat weer sneller is. Ben benieuwd of daar ooit een theoretisch of gemeten antwoord op komt.

De stijfheid van de velg wordt bepaald door:

  1. Materiaal van de velg (carbon is stijver dan aluminium)
  2. Breedte van de velg (hoe breder hoe stijver)
  3. Profiel van de velg (divers)
  4. Locatie van het materiaal (hoe verder van de neutrale laag hoe beter)
  5. Aantal gaten (hoe meer gaten hoe slapper: geldt natuurlijk niet voor het wiel, totaal is hoe beter hoe stijver)

De stijfheden van wielen en velgen maak ik niet openbaar, klanten die er interesse in hebben help ik graag.