Wegligging - Cx-waarde

Wegligging - Cx-waarde - les 4
Vr a g e n
Zijn er nog vragen over voorgaande lessen?
Productontwikkeling
3EM
?
L e s 4 – We g l i g g i n g e n C x - w a a r d e
Paul Janssen
2
Wegligging - Cx-waarde - les 4
Wegligging - Cx-waarde - les 4
Inleiding
Balans
Model en werkelijkheid
Racefiets - stilstaand of rechtdoor rijdend
Door de jaren heen heeft de mens getracht een model te maken
van de werkelijkheid. Waarom een model?
Massamiddelpunt moet binnen onderstaande driehoek blijven
-
Werkelijkheid is té complex voor een exacte beschrijving
Op zoek naar “makkelijk” te hanteren formules (vereenvoudiging)
Om voorspellingen te kunnen doen
3
4
Wegligging - Cx-waarde - les 4
Wegligging - Cx-waarde - les 4
Balans
Balans
Racefiets in de bocht – “baanvastheid”
Racefiets in de bocht – “baanvastheid”
Indien onze racefiets een bocht neemt treden er zogenaamde
“centrifugaalkrachten” op t.g.v. de massa van het geheel
Wet van Newton:
F = m.a
m = totale massa
v = snelheid
r = straal van de bocht
5
6
Wegligging - Cx-waarde - les 4
Wegligging - Cx-waarde - les 4
Balans
Balans
Wanneer kantelt de fiets? (“uit de bocht vliegen”)
Berekening van de momenten Mc en Mm
Indien het moment t.o.v. de centrifugaalkracht groter wordt dan
het statische moment t.o.v. de verbindingslijn tussen voor- en
(buitenste) achterwiel
In formule:
Mc < Mm
Mc < Mm
Fc . Hm < Fm . |CE|
Anders kantelt de fiets!
(m . v²)
----------- . Hm < m . g . |CE|
r
Nota: in de veronderstelling
dat de wielen niet slippen !
7
8
Wegligging - Cx-waarde - les 4
Wegligging - Cx-waarde - les 4
Cx-waarde
Ta k e n
Cx-waarde of “drag-coëfficient”
Taak 11
Cx-waarde is een maat voor de luchtweerstandscoëfficient
Teken in 3D sterk vereenvoudigd het concept van de ligfiets
met de voornaamste componenten op de juiste plaats. Doe
een schatting van de massa van je fiets aan de hand van
gegevens op internet (vb. wat weegt een wiel, een zadel,…?)
en maak hiervan een oplijsting in een Excel-bestand.
Wordt in praktijk opgemeten in een windtunnel
Literatuur… schatting van Fd = tegenwerkende kracht
Maak ruwweg een schatting (gewogen gemiddelde) waar
ongeveer het massamiddelpunt zich zou situeren in het 3Dconcept. Stel het massacentrum voor als een bol (met vb.
diameter 20 cm). Hou rekening met zowel het gewicht van
een volwassen persoon en het gewicht van de fiets.
Info: http://www.engineeringtoolbox.com/drag-coefficient-d_627.html
10
9
Wegligging - Cx-waarde - les 4
Wegligging - Cx-waarde - les 4
Ta k e n
Ta k e n
Taak 12
Taak 13
Maak een Excel-sheet waarbij je de nodige formules
uitwerkt en parameters kan invullen om zodoende een
wiskundig model te maken om na te kijken of de fiets onder
bepaalde condities (snelheid, straal bocht,…) al dan niet
kantelt.
Maak een gevoeligheidsstudie, m.a.w. wat gebeurt er met de
baanvastheid indien de verschillende parameters (model)
die je in je concept kan aanpassen met bijvoorbeeld 20 %
laat dalen of stijgen. Toon aan in grafieken.
Maak een grafiek waarbij de koppels Mm (y-as) en Mc (y-as)
worden uitgedrukt in functie van de snelheid als variabele
(x-as) met de overige parameters als constante.
Bespreek wat de voornaamste parameters zijn om een hoge
baanvastheid te bekomen en hoe je hierop kan inspelen in
je ontwerp.
Nota: geef realistische waarden
aan de constante parameters,
conform het model van je fiets.
Taak 14
11
Wat gebeurt er met Mm en Mc bij een wielrenner die schuin
door de bocht gaat? Is dit voordelig? Bespreek.
12
Wegligging - Cx-waarde - les 4
Ta k e n
Taak 15
Bespreek aan de hand van de info op volgende website
waarop je moet letten om de zogenaamde “drag-force” bij
de racefiets zo laag mogelijk te houden.
http://www.engineeringtoolbox.com/drag-coefficient-d_627.html
Geef duidelijke suggesties voor het concept/vormgeving
van de ligfiets (bekapping) aan de hand van de info die je
vindt op internet.
13

Download Report