Besserwisser
· Västra Götalands
· 9 746 inlägg
Jo, jag förstår. Men vi är som sagt åtminstone två som fick lära oss i skolan att det inte går att dimensionera sådana förband eftersom man inte kan beräkna hur stor friktionen mellan ytorna blir. Och då kan man inte garantera att de inte rör sig och alltså att man i alla lägen kommer att undvika skjuvkrafter på förbandet.mycke_nu skrev:
Eftersom bilar har varit gjorda på det här sättet i en massa år så vore det intressant att veta vad det är som är speciellt i det här fallet. Om det t ex är så att förbandet inte är dimensionerat i vanlig bemärkelse utan att man helt enkelt empiriskt har övertygat sig om att det "alltid" funkar om man uppfyller vissa krav.
Låt oss göra ett överslag för att se om det vore rimligt att faktiskt låta hjulet sitta fast med bara bultarna, alltså om man låter skjuvkrafterna på bultarna vara dimensionerande. På internet hittar jag att en bils maximala retardation på torr väg kan sättas till 8 m/s². Om vi antar att bilen väger 1500kg så får vi enl. Newton en maximal kraft på 12kN. Om vi antar en 8mm bult så har den en tvärsnittsarea av ca 50 mm². Om vi antar att hela bilen måste hållas uppe av *en* hjulbult så ger det en skjuvspänning på 238 N/mm². En vanlig bult av 8.8 hållfasthetsklass har en (drag)sträckgräns på 80% av 800 N/mm². Det ger 640 N/mm² (MegaPascal; MPa då då...
). Vi har inte skjuvhållfasthetsvärden (eftersom de enligt Bulten inte standardiseras) så vi antar 60% av draghållfastheten enligt gängse tumregel, alltså 384 N/mm². Summa summarum, även om vi antar att hela bilen bromsas max och blir hängande på endast *en* hjulbult så har vi ändå en säkerhetsfaktor om ca 40% mot skjuvning om jag räknat rätt i hastigheten, kontrollera gärna). Nu drar vi ju även åt bultarna och då skall man egentligen justera med tumregler för kombinerad last (skjuvning och sträckning) och hålen är inte så precisa att vi får en ren skjuvlast utan kombinerad drag/böjning/skjuvning, men det verkar ändå som om dimensioneringsprincipen är "tag i så man spräcker sig och sedan en massa mer". Så frågan är om det verkligen är skjuvning som sådan som blir problemet vid felaktig montering. Kontrollberäkningarna verkar mer tyda på något annat exv. utmattning eller andra liknande fenomen som boven i dramat (om förbandet kan röra sig så får man ju utmattningspåkänningar och om bultar/skruvar redan är dragna så att de flutit så ligger man ju illa till eftersom ett hjul potentiellt kan uppleva väldigt många lastväxlingscykler på kort tid).
Om någon vet mer så är jag idel öra.
P.S. I bultens teknikhandbok så hittade jag följande definition på bult: "Ogängad cylindrisk kropp med ansats(er) i form av huvud e.d. avsedd att användas utan att undergå plastisk formändring". Skruv: "Utvändigt gängad cylindrisk eller konisk kropp avsedd för fastsättning, hopfogning, kraftöverföring eller överföring av rörelse i sin längdriktning".
Redigerat:
Din uträkning är fel ungefär med en faktor 6 eftersom avståndet mellan axelcentrum och vägbana är ca 6 gånger längre än avståndet mellan axelcentrum och hjulskruvscentrum. Du måste räkna på vridmomenten. Kör man dessutom på t.ex en trottoarkant under full inbromsning (kanske låsta hjul) bör man tillfälligt få mycket högre belastning, och den extra belasningen hamnar enbart på framhjulen.lars_stefan_axelsson skrev:Låt oss göra ett överslag för att se om det vore rimligt att faktiskt låta hjulet sitta fast med bara bultarna, alltså om man låter skjuvkrafterna på bultarna vara dimensionerande. På internet hittar jag att en bils maximala retardation på torr väg kan sättas till 8 m/s². Om vi antar att bilen väger 1500kg så får vi enl. Newton en maximal kraft på 12kN. Om vi antar en 8mm bult så har den en tvärsnittsarea av ca 50 mm². Om vi antar att hela bilen måste hållas uppe av *en* hjulbult så ger det en skjuvspänning på 238 N/mm². En vanlig bult av 8.8 hållfasthetsklass har en (drag)sträckgräns på 80% av 800 N/mm². Det ger 640 N/mm² (MegaPascal; MPa då då...
Summa summarum, även om vi antar att hela bilen bromsas max och blir hängande på endast *en* hjulbult så har vi ändå en säkerhetsfaktor om ca 40% mot skjuvning om jag räknat rätt i hastigheten, kontrollera gärna).
Edit:
Dessutom är även den normala bromskraften störst på framhjulen. 60-80% är siffror jag hört.
Redigerat:
Iom att hjulet roterar så blir det väl pulserande krafter, och det går inte längre att räkna med statik, utan man måste blanda in dynamik?
...tror jag ...
...tror jag ...
Besserwisser
· Västra Götalands
· 9 746 inlägg
Helt riktigt. Bra fångat. Då får vi att vi behöver ca 4 bultar innan sträckgräns uppnås vid vanlig inbromsning (dvs utan trottoarkant och om navcentrum kan uppta krafter som det väl kan på vissa bilar, annars så får vi ha dubbelt så många). Inte lika bra längre men fortfarande marginal eftersom det finns betydligt fler bultar inblandade även om vi bara bromsar med framhjulen. Det är inte uppenbart så att den största delen av kraften måste upptas av friktionskraften mellan hjul och bromsskiva.b_hasse skrev:
(Notera att M8 som jag räknat med också är konservativt. Om vi räknar med M12 så får vi mer än en faktor två till i hållfasthet. Så då kan antalet bultar halveras i beräkningen ovan).
Besserwisser
· Västra Götalands
· 9 746 inlägg
Om vi som någon ovan påpekar räknar med ett ABS system så blir det helt klart ett annat fall. Så vi antar för enkelhetens skull att vi inte har det och höftar med att medelpåkänningen är en bra approximation av den maximala påkänningen.Mikael_L skrev:
MEN, det här är ju som sagt bara för att få en grov uppfattning om var storleksordningen kan ligga. Dvs om det t ex fattas en faktor tio i hållfasthet om det bara var skjuvningen på bultarna som stod emot. Det verkar som sagt inte som det är så. Om någon har siffror på hur man faktiskt dimensionerar, dvs vad de dimensionerande värdena/lasterna är så vore det ju ytterst intressant.
Det här är inte tänkt som en dimensionerande beräkning. Som Bulten själva skriver "Om förbandet skyddar liv eller stora värden så måste det verifieras med praktiska prov, beräkningar räcker inte ensamma till för att dimensionera förbandet" (parafras). Det är en hel del tumregler med i dimensioneringen av skruvförband, och många parametrar som man inte har full kontroll över påverkar.
Varför har inte lastbilar bara 4 eller 5 hjul-skruvar/bultar/pinnar/muttrar/nitar eller vad ni nu kommit fram till att det ska heta?
Besserwisser
· Västra Götalands
· 9 746 inlägg
Ja, fast ett enkelt tänk visar att sidokrafterna är mindre än bromskrafterna. Hävarmarna (på hjulet) är i stort samma som vid inbromsning, men skruvarna är mycket starkare i drag än i skjuvning (ca dubbelt) så även om du får hela lasten på ett hjul, och även om du lyckas svänga med samma acceleration som en fullbromsning (vilket lär göra att bilen tippar eller kasar) så har vi ändå ett bättre lastfall än det pessimistiska vid bromsning.flygrc skrev:
Besserwisser
· Västra Götalands
· 9 746 inlägg
Bra fråga. Blir för lång mellan hålen, alltså för mycket gods som blir ostadgat?Mikael_L skrev:
En faktor som ytterligare talar för att friktionskraften är mycket viktig är att hjulskruvarna inte skulle utsättas för en ren skjuvkraft. Pga avståndet mellan bromsskiva och skruvskallens säte skulle det mer bli som en böjning av skruven. Gängorna har inte kontakt med fälgen. Det är skallen kona som tar upp både axiella krafter och skjuvkrafter (som delvis omvandlas till axiella drag/tryck-krafter pga böjning). Utan att ha räknat på det anser jag att det blir ett betydligt svårare belastningsfall än ren skjuvning.
Jag tror inte det är accepterat att hjulen trillar av bara för att man kör på en trottoarkant under en inbromsning med låsta hjul. Den marginal som Lars-Stefan tycker sig se är helt utraderad, tycker jag,
Jag tror inte det är accepterat att hjulen trillar av bara för att man kör på en trottoarkant under en inbromsning med låsta hjul. Den marginal som Lars-Stefan tycker sig se är helt utraderad, tycker jag,
Ni som gillar att räkna, kan ni inte räkna lite på Daniels problem?
http://www.byggahus.se/forum/verkty...9-bygga-virkesstall-maskiningenjor-sokes.html
http://www.byggahus.se/forum/verkty...9-bygga-virkesstall-maskiningenjor-sokes.html
Besserwisser
· Västra Götalands
· 9 746 inlägg
Jo, detta skrev jag redan i min första överslagsberäkning.b_hasse skrev:
Men, det känns som om det här tagit en annan vändning än vad jag menar. Det är *inte* så att jag säger att inte friktionen spelar någon roll. Tvärtom. Jag försöker bara förstå hur den beräknas och var resonemanget kommer ifrån. Eftersom det inte går så är det belysande att se på andra ingående komponenter och se vad de kan tillföra. De ligger helt klar i rätt storleksordning iaf, dvs det verkar inte som om friktionen måste vara en faktor 10 av hela förbandet. Nu känner jag tyvärr inte rätt folk på Volvo, så jag vet inte vem jag skall fråga för att få insikt i hur man faktiskt dimensionerar dessa förband.
När vi ser till verkliga felfall så verkar det (enl. bla sidan mycket_nu hänvisade till) som om utmattning och rost är de stora bovarna snarare än något annat.
(P.S. Och om man kör på en trottoarkant under maximal inbromsning så är det iofs ändå färdigkört eftersom man punkterar däcket och jackar fälgen. Därmed inte sagt att det är bra om hjulet ramlar av, men jag vet som sagt inte hur de dimensionerade lastfallen ser ut, och om det här ens är ett av dem.)
Besserwisser
· Västra Götalands
· 9 746 inlägg
Nej, det där är böjande balkar, det hatar jag över allt annat.mattiasp skrev:
Dessutom så behöver Daniel_N inte en maskiningenjör utan en byggnadsingenjör. Byggnadsingenjörer intresserar sig för hur man skall få saker att ligga still. Maskiningenjörer intresserar sig för hur man skall få saker att röra sig.