自行车踏板如何留下来?

2020年8月27日

自行车踏板保持不变,因为左踏板轴的螺纹是左撇子,而右轴是右手。轴承扭矩拧下踏板,因此踏板保持不变,因为涉及更强的效果;即,效果机械意向。在本博客文章中,我们将在涉及接触分析和多体动力学的自行车模型上展示机械进程并证明它。

技术骑自行车者注意到了特殊性

无论您是新的骑行还是骑自行车的人,因为你可以走路,你可能已经注意到自行车踏板设置的方式奇怪。自行车的左踏板具有左手螺纹,右踏板具有右手线程。

一个放大的自行车踏板的照片。

这种遵守启发了很多人想知道为什么踏板,在每一边缠绕在自己的方向上,在一定数量的骑行之后不要脱落。

如果您必须使用自己的自行车维修:您可以删除每个踏板以拧下哪种方式

什么是机械进步?

每当螺栓经受围绕螺栓轴线旋转的力时,会发生机械进料。旋转力将导致螺栓在力动力学的相反方向上旋转。下面的动画说明了这一基本原则。

螺栓(内圈)经受逆时针旋转的力(黑色箭头)。这使得螺栓顺时针(灰色箭头)旋转。

这简化的2D动画假定具有10%的螺纹公差的刚性螺栓,这使得螺栓为力的每次旋转旋转36°。在实践中,公差小得多,螺栓是弹性的,并且存在外平面尺寸的大力变化。

现在尝试一个简单的机械预防技巧这将导致笔在旋转的相反方向上扭转。

具有自行车踏板的接触分析的多体动力学

基本原理可以通过仅螺栓,螺栓上的力和安装螺栓的螺栓上的力来捕获。这种动画将发生在旋转框架中,并且难以验证施加的力动态的正确性。

相反,我们可以构建一个多体电动动力学模型,其中考虑了整个自行车。如果只有螺栓轴被认为是弹性的,则多体动力学模型增加了可忽略的计算成本,并且它允许在固定帧中可视化力动态。

当自行车用夹子踩踏时,踏板上的向下和向上的力。模拟完整自行车的模型将揭示这导致力在踏板的每个旋转中两次在半圆中移动两次,如下面的动画所示。

动画表明,当从轴上旋转的框架中的右侧看到,自行车的踏板是如何顺时针旋转右踏板轴的旋转。螺栓末端的旋转颜色示出了对数尺度的接触压力。

接触分析使用摩擦至关重要,因此该模型假设摩擦系数为0.1。

该模型还假设螺栓轴的可忽略的螺纹容差和逼真的刚度。由于机械进介质,力导致力的逼真引起的旋转非常小,因此为了可视化目的,峰值力为50kN,比实际值大50-500倍。在上面的动画中看螺栓变形时,这是显而易见的。即使力量很大,进程也只有在下图所示的每个踏板旋转约1°。

绘制COMSOL多发性自行车踏板机械预测的角度和平均图。
螺栓在曲柄框架中的角度以蓝色示出,而该角度相对于先前的旋转的值以绿色显示。绿色曲线的波动是由于数值噪声。绿色曲线的平均值为0.95°。

如果你需要在自行车上拧下踏板怎么办?

如果您需要拧开踏板,您可以记住:

  1. “正确的紧密和左侧松散”短语仅适用于右侧
  2. 轴承力拧下螺栓,所以你可以用扳手抓住螺栓,并用它来向前“踏板”
  3. 机械预触发螺栓螺栓,所以可以切换到固定齿轮设置并向自行车踏上延长一段时间(不推荐)

自己试试吧

这里特色的模型使用了多体动力学接口,支持不同帧中变形的计算 - 简化不同帧中的动画的创建。此功能是COMSOLMultibySics®版本5.5的新功能。

尝试表演自行车踏板的多体动力学研究和接触分析。单击下面的按钮获取模型。


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