로드 범프가 프레임 고유 주파수를 자극 할 수 있습니까?

나의 마지막 자전거 휴가 동안 나는 회전하는 줄의 접근을 표시하기 위해 가로 줄무늬가있는 길에서 내리막 길을 타기 시작했다.

줄무늬는 도로 페인트로 만들어졌으며 도로보다 약간 높았으므로 통과하면 충격을 느낄 수 있습니다.

내리막 길에서 도달 할 수있는 속도에서 반복되는 "ta-ta-pum"은 편안하지 않으므로 속도가 느려졌습니다.

그러나 궁금한 점이 있습니다. 자전거의 특정 속도에서 범프 주파수가 프레임 고유 주파수와 공진하여 잠재적으로 치명적인 프레임 오류가 발생할 수 있습니까?

아래는 특정 주파수에서 구동력에 의해 작동되는 자전거의 반응에 대한 몇 가지 가상 그래프입니다.

왼쪽의 비현실적인 것은 공명으로 인해 자전거가 부서지는 대중 문화 시나리오로 이어질 일종의 그래프입니다. 공진은 도로의 범프 주파수와 일치하도록 주파수가 매우 낮아야합니다. 댐핑이 적고 (자전거 라이더 시스템의 내부 마찰) 두 가지 방식으로 나타납니다. (2) 덜 직관적으로 공명 피크를 매우 좁 힙니다.

두 번째 그래프는 라이더의 신체에 결합 된 자전거 프레임과 같은 시스템에서 기대하는 것과 비슷합니다. 프레임은 복잡한 물체이기 때문에 하나의 공진 주파수가 아니라 하나의 공진 주파수가 많으며 각 프레임은 상당히 약합니다. 프레임이 뻣뻣하고 가벼 기 때문에 공진 주파수는 아마도 100-1000Hz 이상일 것입니다. 프레임을 라이더의 부드러운 스 퀴시 바디에 커플 링하고, 타이어를 커플 링하고, 프레임에 내부 마찰로 인해 댐핑이 많이 발생합니다. 이 댐핑은 피크를 그다지 높지 않게 만들고 넓게 만듭니다.

이것에 대한 실험적인 증거를 원한다면, 자전거를 타고 다양한 장소와 방향으로 주먹으로 자전거를 타십시오. (몸이 시스템의 질량과 댐핑에 영향을 미치므로 앉은 상태에서이 작업을 수행하려고한다고 생각합니다.) 오디오 영역에 공진이 있으면 해당 주파수를들을 수있는 소리로들을 수 있습니다. 저주파 공명이 있으면 진동으로 느껴집니다. 울림 지속 시간에 따라 감쇠량을 알 수 있습니다. 벨처럼 울리면 댐핑이 작습니다. 빠른 속도로 튀어 나오거나 "담금질"하면 즉시 감쇠됩니다.

왼쪽 그래프의 최악의 시나리오를 가정하더라도 피크는 매우 좁습니다. (자전거를 파괴 할 수있을 정도로 키를 높이려면 댐핑을 충분히 줄여야 폭이 매우 작아집니다.) 이는 매우 구체적이고 작은 범위의 주파수에서만 위험이 발생할 수 있음을 의미합니다. 나는 우리 대부분이 라이딩 중에 이것을 경험한다면 본능적으로 조금 느려질 것이라고 생각합니다. 이로 인해 구동 주파수가 떨어지고 즉시 공명 주파수에서 너무 멀어 중요한 응답을 유발할 수 있습니다.

설계자들은 도로의 충돌로 인한 수직 힘에 반응하여 낮은 감쇠로 진동하는 자전거를 만들고 싶지 않을 것입니다. 이러한 자전거는 오랫동안 위아래로 진동하므로 성 가실 수 있습니다. 충격 흡수 장치가있는 산악 자전거의 경우에도 이러한 종류의 효과를 피하기 위해 충격으로 설계된 많은 감쇠가있을 수 있습니다.

노면에서 발생하는 공진 주파수는 전체 자전거 시스템, 즉 프레임, 휠, 라이더 등을위한 것입니다. 라이더는 스프링, 댐핑 및 능동 제어 특성 (팔 및 다리)을 가진 요소를 통해 프레임에 효과적으로 부착됩니다. 특정 주파수에서 충돌이 발생하면 운전자를 해칠 수 있습니다.

자전거 프레임은 상당히 뻣뻣하므로 감쇠되지 않은 공진 주파수는 상대적으로 높습니다. 정기적으로 이격 된 도로 범프를 타면 헤르츠가 10 정도되지 않을 수 있습니다.

공진 주파수에서 여기 될 때 모든 구조가 실패한다고 가정합니다. 이것은 사실이 아니며, 그렇지 않으면 음향 악기가 연주 될 때 스스로 파괴됩니다. 물론 공진이 진동을 손상시키는 데 기여할 수있는 구조가 있지만 자전거 프레임이 이러한 문제를 겪고 있다고는 생각하지 않습니다.

자전거의 제어력을 잃을 수있는 Speed ​​wobbles https://en.wikipedia.org/wiki/Speed_wobble 현상 이 있습니다. 스피드 워블은 "차량의 조향 가능한 휠 (들)의 빠른 (4-10Hz) 진동입니다. 초기에, 차량의 나머지 부분은 진폭을 증가시키는 진폭을 증가시키는 차량 요 진동으로 변환 될 때까지 거의 영향을받지 않습니다. 제어의 " . 프레임이 제동되지는 않지만 제어 상실로 인해 고속에서 치명적인 충돌이 발생할 수 있습니다.

문제는 스트립이 이러한 진동을 유발할 수 있는지 여부에 대한 답이 없다는 것입니다. 항상 많은 주파수의 충분한 동요가있을 수 있으며, 주요 문제점은 불안정성을 유도하고 초기 동요를 얻지 않는 것입니다.

당신은 자전거 타는 사람의 속도가 흔들리는 멋진 비디오를 볼 수 있습니다

공진 주파수는 변경할 수없는 설계 기능입니다. 그러나 평판이 좋은 빌더의 프레임을 파괴하지는 않을 것입니다. 나는 용접이 약하고 재료가 열악 할 수있는 BSO에 대해 같은 진술을하지 않을 것입니다.

그러나이 길에서 경험 한 것은 적절한 프레임 공명이 아니라 시스템 바이크 / 라이더의 공명으로 인한 것일 수 있습니다. 자전거를 다루는 방법은 자전거의 종류, 스프링 또는 스프링에 달려 있습니다. 튀어 나온 경우 댐퍼 설정을 조정하면 많은 도움이됩니다. 결국 그것은 그들의 일의 일부입니다.

견고한 프레임과 포크를 사용하면 공명 주파수가 디자인과 프레임 재질에 따라 결정됩니다. 여기서 변경할 수있는 유일한 비트는 가장 큰 피팅 크기에 의해 주어진 한계 내의 타이어 크기입니다. 그리고 타이어 압력에 의해 어느 정도까지.

자동차가있는 골판지 도로에서와 같이 훨씬 더 빠르거나 느리게 진행할 수있는 옵션이 여전히 있습니다. 당신이 그 기회를 가졌다면 그것은 잔물결을 속도로 날거나 전혀 속도없이 잔물결을 따르는 것을 의미합니다.

또한 자전거에서 편안한 자세를 취하십시오. 바를 너무 세게 잡지 말고 크랭크를 수평으로하여 페달에 더 많은 압력을가하도록 바닥을 약간 들어 올리십시오.

(마지막으로, 그러나 이러한 스트라이프의 목적은 교통 속도를 늦추는 것입니다. 불행히도 자전거 운전자에게 더 많은 불편을 주며 소음으로 인해 짜증이 날 수있는 자동차 운전자보다 안전한 궤적을 방해하는 경향이 있습니다.)