Stanice pro zkoušky odpružení jízdních kol
Loading...
Date
Authors
Volánka, Lukáš
ORCID
Advisor
Referee
Mark
B
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Tato práce se zabývá návrhem stanice pro zkoušky odpružení jízdních kol. V současnosti se stále vyvíjejí nové technologie odpružení, a to obzvláště u horských kol, které jsou určeny do velmi náročného terénu. Pro tento vývoj nových technologií je nutné mít vhodnou stanici, která umožňuje experimentální ověřování jízdních vlastností, a to ideálně v laboratorních podmínkách. Klíčové vlastnosti, které je možné u kola vyhodnocovat, jsou komfort jízdy a grip neboli přilnavost. Navržená stanice využívá válcového simulátoru vozovky umístěného pod testovaným závěsem (kolem). Na obvod simulátoru jsou umísťovány překážky, které při přejetí excitují do kola vibrace, čímž je napodobena jízda po hrbolaté cestě. Na stanici je možné hodnotit vlastnosti předního i zadního zavěšení, přičemž kolo je do stanice upnuto vždy za osu netestovaného závěsu. Hmotnost jezdce je při testech nahrazena pomocí přídavných závaží, umístěných na nosiči, který spojuje sedlovou a hlavovou trubku kola. Přídavná závaží je možné posouvat pro napodobení různých poloh cyklisty při jízdě. Ke zkušební stanici byl vytvořen virtuální dynamický model, díky kterému jsou experimenty mnohem efektivnější. Simulační model byl navržen a otestován v softwaru MSC Adams. Zkušební stanice společně s virtuálním modelem tvoří jednoduchý nástroj, který umožňuje rychlé a efektivní testování kvality odpružení jízdních kol.
This work deals with the design of a bicycle suspension testing station. Currently, new suspension technologies are still being developed, especially for mountain bikes, which are intended for very rough terrain. For this development of new technologies, it is necessary to have a suitable station that enables experimental verification of driving characteristics, ideally in laboratory conditions. The key features that can be evaluated in a bike are riding comfort and grip. The designed station uses a cylindrical road simulator placed under the tested suspension (wheel). Speed bumps are placed on the cylinder of the simulator, which excite vibrations in the bike when passed over, which simulates driving on a bumpy road. At the station, it is possible to evaluate the properties of the front and rear suspension, while the bicycle is always clamped to the station by the axis of the untested suspension. During the tests, the riders weight is replaced by additional weights placed on a rack that connects the seat and head tube of the bike. The additional weights can be moved to imitate different positions of the cyclist while riding. A virtual dynamic model was created for the test station, which makes the experiments much more efficient. The simulation model was designed and tested in MSC Adams software. The test station together with the virtual model forms a simple tool that enables quick and efficient testing of the quality of bicycle suspension.
This work deals with the design of a bicycle suspension testing station. Currently, new suspension technologies are still being developed, especially for mountain bikes, which are intended for very rough terrain. For this development of new technologies, it is necessary to have a suitable station that enables experimental verification of driving characteristics, ideally in laboratory conditions. The key features that can be evaluated in a bike are riding comfort and grip. The designed station uses a cylindrical road simulator placed under the tested suspension (wheel). Speed bumps are placed on the cylinder of the simulator, which excite vibrations in the bike when passed over, which simulates driving on a bumpy road. At the station, it is possible to evaluate the properties of the front and rear suspension, while the bicycle is always clamped to the station by the axis of the untested suspension. During the tests, the riders weight is replaced by additional weights placed on a rack that connects the seat and head tube of the bike. The additional weights can be moved to imitate different positions of the cyclist while riding. A virtual dynamic model was created for the test station, which makes the experiments much more efficient. The simulation model was designed and tested in MSC Adams software. The test station together with the virtual model forms a simple tool that enables quick and efficient testing of the quality of bicycle suspension.
Description
Citation
VOLÁNKA, L. Stanice pro zkoušky odpružení jízdních kol [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2023.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
bez specializace
Comittee
prof. Ing. Martin Hartl, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Daniel Koutný, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Pavel Maňas, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Ivan Mazůrek, CSc. (člen)
Ing. Bronislav Růžička, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Jan Vimmr, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Michal Hajžman, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Stanislav Němeček, PhD. (člen)
Date of acceptance
2023-06-19
Defence
Student prezentoval svoji práci a odpověděl na otázky oponenta:
1) Testování rámu kola je poměrně dynamickým procesem vyžadujícím jeho dobré upnutí ve stanici. Jakým způsobem je zde zajištěno, aby nedocházelo k nežádoucím pohybům rámu ve směru osy z (příčný směr) které by mohlo negativně ovlivnit měření nebo způsobit jeho možné poškození ? ZODPOVĚZENO
2) Cyklista při jízdě v terénu velmi často stojí v pedálech. Simulace přesunu těžiště je u stanice řešena přesunutím polohy závaží v nosiči přídavné zátěže (str.64) , které je upevněno k řídítkům a sedlové trubce. Nakolik toto toto řešení zohledňuje reální stav, kdy u stojícího cyklisty je bod působení svislé síly přímo v místě uložení osy pedálů ? Tento dotaz se týká testování kol s komplikovanější kinematikou uložením zadní kyvné vidlice. ZODPOVĚZENO
3) Bylo stanoveno kritérium, podle kterého se bude volit při testování typ variabilní přejezdové překážky (str.67) ? ZODPOVĚZENO
4) Jaký nejvýznamnější poznatek z průběhu řešení této práce si diplomant odnáší pro svou další inženýrskou praxi? ZODPOVĚZENO
Obhajoba:
doc. Koutný – Jakým způsobem zajistíte správnou vzdálenost dvou nosníků na rámu testeru? Myslíte, že díry na chemické kotvy vyvrtáte tak přesně aby byly nosníky rovnoběžné? ZOPOVĚZENO
doc. Koutný – (nosná výztuha – výkres) – Proč jste použil tento systém zakótování a jakým způsobem jste došel na tolerance těchto otvorů, jak byla stanovena tolerance? Bude to fungovat? Dokážete zajistit, že se šroub dostane do drážky? Jak zajistíte že padnou díry do sloupu? Jediný prvek, co vstupuje do výpočtu tolerance je vůle? Záleží to pouze na vůli, nebo ještě na dalších parametrech? Neznáte nějaký parametr, jak moc tento šroub bude volný, když tam bude více šroubů najednou? ČÁSTEČNĚ ZODPOVĚZENO
doc. Maňas – Když se začne točit kolo, nerovnost bude budit harmonické frekvence, Je to dobře? Neměla by být jistá náhodnost? Do jaké míry to ovlivňuje výsledky? Jakým způsobem by se konstrukce dala upravit, aby tu byla jistá náhodnost? ZOPOVĚZENO
doc. Vimmr – Uvažujete 3 typy překážek. Je možné upravit tester tak aby to respektovalo náhodný tvar překážky? ZOPOVĚZENO
doc. Hajžman – Jakou roli bude hrát model pneumatiky? Jak jste k tomu přistoupil a jakou to má citlivost? Zkoušel jste variovat tření na povrchu? ZOPOVĚZENO
prof. Hartl – Výsledkem testu je nějaké číslo, které charakterizuje jízdní komfort, nebo nějaké jiné obecně platné komparační číslo? Není to o tom, že mám absolutní představu o jízdním komfortu? Jde z toho stanovit samotný útlum rámu? Lze to od sebe odseparovat? Lze seřídit odpružení? ZOPOVĚZENO
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení