Gewichtsverdeling over meerdere steunpunten ( wielen van voertuig)
Geplaatst: wo 23 okt 2013, 18:00
Waar ik met dit topic heen wil is dat je de verdeling van een gewicht, of beter kracht, over de steunpunten onder de plaat daarvan kan bepalen, ook als die onregelmatig geplaatst zijn.
Dus hoe de juiste methode daarvoor dan is, en of dit terug te brengen is naar een verzamel-systeem met x en y as.
Op internet is genoeg te vinden over de gewichtsverdeling van een kracht op een lijn tussen 2 steunpunten, maar over 3 punten onder een plaat waar het gewicht op staat heb ik niet gevonden
Omdat voor mijn bezig zijn met bandendruk berekenen voor auto-radiaal-banden, al snel duidelijk werd dat hiervoor het werkelijk gewicht per wiel geweten moet worden, heb in het begin daar een spreadsheet voor gemaakt, dat uitgaat van hefboomwerking, ofwel momenten.
Tijdens de ontwikkeling daarvan, heb ik aannames daarover wat moeten bijstellen, waar ik dus fout mee zat.
Ik heb het spreadsheet “het grote serieuse bandendruk en aslasten spel “genoemd, en ben zelfs eerst begonnen met het ingewikkelde , waarbij ook nog een minimum en maximum gewicht, afstand tot voor-as, en plaats uit het midden tussen, aangegeven kan worden, omdat de exacte plaats van het zwaartepunt van een voorwerp nooit exact bepaald kan worden in praktijk.
Later pas heb ik het “eenvoudige aslasten spel “ toegevoegd, waar maar een gewicht en plaats v/a en R/L ingevuld kan worden, wat het een stuk overzichtelijker maakt.
Het spreadsheet zal ik hier toevoegen, openend met dat eenvoudige, waar ik de bladbescherming weg gehaald heb en de verborgen kolommen zichtbaar gemaakt en grijs gekleurd heb.
Nu dacht ik er over om ook een 3e as toe te kunnen voegen voor voertuigen met tandem-as, en kom dan op de vraag hoe dan de krachten verdeeld worden, vooral dan ook links/rechts.
Gelijk heb ik al de mogelijkheid om niet alleen voor achter , maar ook links rechts verhoudingen te bepalen, denk dat ik daar uniek in ben, maar jullie vinden vast op internet nog wel dat dat niet het geval is.
Aan de hand van volgende 3 plaatjes zal ik aangeven welke regels ik opgesteld had hiervoor, en waar de twijfels liggen , over hoe de verdeling moet gaan.
In figuur 1 staan de steunpunten ( de wielen) , in een rechthoek, en dan lijkt het mij simpel.
Alle krachten in het grijze vlak binnen de steunpunten , geven een neerwaartse kracht op alle 4 de steunpunten, zeg maar een gewichtsvermeerdering of positief gewicht.
Gewicht met zwaartepunt direct boven een steunpunt, gaat voor 100% op dat steunpunt, de rest 0%. Voorbeeld 100kg op steunpunt A geeft op A 100kg en op B,C en D 0 kg.
Hierbij mag ook lbs of newton gebruikt worden.
Gewicht op een lijn tussen 2 steunpunten wordt verdeeld over die steunpunten naar verhouding.
V oorbeeld: stel bij K in fig 1: 120kg op lijn AB 1/3 van lijnlengte van A af , geeft 80kg op A en 40kg op B, C en D blijven op 0 kg . BA stellen we op 1 BK op 2/3 dus voor gewicht op A geeft 120x2/3= A x 1=A=80kg. Gewicht op B AB=1 AK=1/3 geeft Bx1=120x1/3=40kg=B .
De krachten op alle steunpunten opgetelt geeft weer het precies het geplaatste gewicht.
Dit kan ook door dat op een of meer steunpunten een opwaartse kracht komt,ofwel een negatief gewicht. Dit is bijvoorbeeld als het gewicht buiten het grijze vlak ligt gevormd door de punten ABCD.
Dan zal er op de overige punten meer gewicht komen opgetelt dan het geplaatste gewicht.
Algebrarisch opgeteld van alle steunpunten dan toch weer het geplaatste gewicht.
In het aslastenspel verdeel ik eerst tussen voor en achteras, met laatste rekenmethode.
Daarna verdeel ik per as de aslast aan de hand van de links/rechts verhouding.
Eigenlijk doe ik eerst voor iedere as een berekening, en daarna met die aslasten een berekening voor rechts en linker-steunpunt. Dit voor tot 48 voorwerpen , en tel de uitkomsten op per as en per wiel.
Dit is de manier waarop het goed werkt. Eerst een totaal-zwaartepunt bepalen en gewicht daarvan, en dan op het laatst verdelen over de steunpunten is niet goed.
Dit zou betekenen dat als achter links zwaarder is dan rechts, dat dan voor ook links zwaarder is dan rechts. Zo dacht ik in het begin ook dat het zou uitkomen.
Echter ingevuld in mijn spreadsheet kan er gekruisde gewichtsverschillen voorkomen.
Dus bijvoorbeeld voor R>L en achter R<L . Dit blijkt in praktijk ook zo te zijn.
In Amerika wordt vaak campers ( motorhomes recreation vehicles=RV) per wiel(paar) gewogen, en negen van de 10 keer weegt men dan die gekruiste gewichtsverschillen. Meest kom t dit, zo concludeer ik door gewichten die uit het midden achter de achteras geplaatst zijn. Maar ook gewichten bijna boven de gekruisde wielen dus in de figuur 1 boven A en D steunpunt kan dit gekruisde gewichtsverschil geven.
Dit werkt denk ik prima voor steunpunten in een rechthoek, wat de wielen van een voertuig nagenoeg in geplaatst zijn.
Maar in figuur 2 heeft de voor-as een smallere spoorbreedte dan achter, vertaald de voorste steunpunten zitten dichter bij elkaar dan de achterste.
Ook dan gaan de 3 voorwaarden boven genoemd op , naar mijn mening, alleen de verdeling die ik daar gemaakt heb zou wel eens niet kunnen kloppen.
Het zou zo kunnen zijn dat alleen binnen het grijze vlak binnen de witte lijnen een gewicht een neerwaartse kracht geeft op alle steunpunten.
Voor de verdeling R/L stel ik dan de breedte van KL in figuur 2 . als dan het gewicht F weer op 1/3 van die lijnlengte van L af zit dan en 1/3 van de wielbasis dus in de figuur2 B-N1 dan achteras bij 150kg gewicht , achter 90kg en voor 60kg , voor en achter worden dan weer hetzelfde verdeeld als KL. Dus links voor 2/3e van 60=40kg en rechtsvoor 1/3e van 60=20 kg.
Achter links 60 en rechts 30 kg. Samen is dit weer 120 kg
Dit ging vooral opvallen bij caravans waar er sprake is van 3 steunpunten, en die ik in het spreadsheet de voorste as met een spoorbreedte nul heb benoemd.
Ook daarvoor heb ik een plaatje gemaakt over wat er gebeurt met de krachten op de wielen
In het groene gebied geeft het gewicht een neerwaartse kracht op beide wielen en de trekhaak.
In de rode gebieden opwaartse kracht op het tegenovergestelde wiel.
In blauw opwaartse kracht op de trekhaak en neerwaarts op beide wielen.
Graag dus jullie idee daarover.
Dus hoe de juiste methode daarvoor dan is, en of dit terug te brengen is naar een verzamel-systeem met x en y as.
Op internet is genoeg te vinden over de gewichtsverdeling van een kracht op een lijn tussen 2 steunpunten, maar over 3 punten onder een plaat waar het gewicht op staat heb ik niet gevonden
Omdat voor mijn bezig zijn met bandendruk berekenen voor auto-radiaal-banden, al snel duidelijk werd dat hiervoor het werkelijk gewicht per wiel geweten moet worden, heb in het begin daar een spreadsheet voor gemaakt, dat uitgaat van hefboomwerking, ofwel momenten.
Tijdens de ontwikkeling daarvan, heb ik aannames daarover wat moeten bijstellen, waar ik dus fout mee zat.
Ik heb het spreadsheet “het grote serieuse bandendruk en aslasten spel “genoemd, en ben zelfs eerst begonnen met het ingewikkelde , waarbij ook nog een minimum en maximum gewicht, afstand tot voor-as, en plaats uit het midden tussen, aangegeven kan worden, omdat de exacte plaats van het zwaartepunt van een voorwerp nooit exact bepaald kan worden in praktijk.
Later pas heb ik het “eenvoudige aslasten spel “ toegevoegd, waar maar een gewicht en plaats v/a en R/L ingevuld kan worden, wat het een stuk overzichtelijker maakt.
Het spreadsheet zal ik hier toevoegen, openend met dat eenvoudige, waar ik de bladbescherming weg gehaald heb en de verborgen kolommen zichtbaar gemaakt en grijs gekleurd heb.
Nu dacht ik er over om ook een 3e as toe te kunnen voegen voor voertuigen met tandem-as, en kom dan op de vraag hoe dan de krachten verdeeld worden, vooral dan ook links/rechts.
Gelijk heb ik al de mogelijkheid om niet alleen voor achter , maar ook links rechts verhoudingen te bepalen, denk dat ik daar uniek in ben, maar jullie vinden vast op internet nog wel dat dat niet het geval is.
Aan de hand van volgende 3 plaatjes zal ik aangeven welke regels ik opgesteld had hiervoor, en waar de twijfels liggen , over hoe de verdeling moet gaan.
In figuur 1 staan de steunpunten ( de wielen) , in een rechthoek, en dan lijkt het mij simpel.
Alle krachten in het grijze vlak binnen de steunpunten , geven een neerwaartse kracht op alle 4 de steunpunten, zeg maar een gewichtsvermeerdering of positief gewicht.
Gewicht met zwaartepunt direct boven een steunpunt, gaat voor 100% op dat steunpunt, de rest 0%. Voorbeeld 100kg op steunpunt A geeft op A 100kg en op B,C en D 0 kg.
Hierbij mag ook lbs of newton gebruikt worden.
Gewicht op een lijn tussen 2 steunpunten wordt verdeeld over die steunpunten naar verhouding.
V oorbeeld: stel bij K in fig 1: 120kg op lijn AB 1/3 van lijnlengte van A af , geeft 80kg op A en 40kg op B, C en D blijven op 0 kg . BA stellen we op 1 BK op 2/3 dus voor gewicht op A geeft 120x2/3= A x 1=A=80kg. Gewicht op B AB=1 AK=1/3 geeft Bx1=120x1/3=40kg=B .
De krachten op alle steunpunten opgetelt geeft weer het precies het geplaatste gewicht.
Dit kan ook door dat op een of meer steunpunten een opwaartse kracht komt,ofwel een negatief gewicht. Dit is bijvoorbeeld als het gewicht buiten het grijze vlak ligt gevormd door de punten ABCD.
Dan zal er op de overige punten meer gewicht komen opgetelt dan het geplaatste gewicht.
Algebrarisch opgeteld van alle steunpunten dan toch weer het geplaatste gewicht.
In het aslastenspel verdeel ik eerst tussen voor en achteras, met laatste rekenmethode.
Daarna verdeel ik per as de aslast aan de hand van de links/rechts verhouding.
Eigenlijk doe ik eerst voor iedere as een berekening, en daarna met die aslasten een berekening voor rechts en linker-steunpunt. Dit voor tot 48 voorwerpen , en tel de uitkomsten op per as en per wiel.
Dit is de manier waarop het goed werkt. Eerst een totaal-zwaartepunt bepalen en gewicht daarvan, en dan op het laatst verdelen over de steunpunten is niet goed.
Dit zou betekenen dat als achter links zwaarder is dan rechts, dat dan voor ook links zwaarder is dan rechts. Zo dacht ik in het begin ook dat het zou uitkomen.
Echter ingevuld in mijn spreadsheet kan er gekruisde gewichtsverschillen voorkomen.
Dus bijvoorbeeld voor R>L en achter R<L . Dit blijkt in praktijk ook zo te zijn.
In Amerika wordt vaak campers ( motorhomes recreation vehicles=RV) per wiel(paar) gewogen, en negen van de 10 keer weegt men dan die gekruiste gewichtsverschillen. Meest kom t dit, zo concludeer ik door gewichten die uit het midden achter de achteras geplaatst zijn. Maar ook gewichten bijna boven de gekruisde wielen dus in de figuur 1 boven A en D steunpunt kan dit gekruisde gewichtsverschil geven.
Dit werkt denk ik prima voor steunpunten in een rechthoek, wat de wielen van een voertuig nagenoeg in geplaatst zijn.
Maar in figuur 2 heeft de voor-as een smallere spoorbreedte dan achter, vertaald de voorste steunpunten zitten dichter bij elkaar dan de achterste.
Ook dan gaan de 3 voorwaarden boven genoemd op , naar mijn mening, alleen de verdeling die ik daar gemaakt heb zou wel eens niet kunnen kloppen.
Het zou zo kunnen zijn dat alleen binnen het grijze vlak binnen de witte lijnen een gewicht een neerwaartse kracht geeft op alle steunpunten.
Voor de verdeling R/L stel ik dan de breedte van KL in figuur 2 . als dan het gewicht F weer op 1/3 van die lijnlengte van L af zit dan en 1/3 van de wielbasis dus in de figuur2 B-N1 dan achteras bij 150kg gewicht , achter 90kg en voor 60kg , voor en achter worden dan weer hetzelfde verdeeld als KL. Dus links voor 2/3e van 60=40kg en rechtsvoor 1/3e van 60=20 kg.
Achter links 60 en rechts 30 kg. Samen is dit weer 120 kg
Dit ging vooral opvallen bij caravans waar er sprake is van 3 steunpunten, en die ik in het spreadsheet de voorste as met een spoorbreedte nul heb benoemd.
Ook daarvoor heb ik een plaatje gemaakt over wat er gebeurt met de krachten op de wielen
In het groene gebied geeft het gewicht een neerwaartse kracht op beide wielen en de trekhaak.
In de rode gebieden opwaartse kracht op het tegenovergestelde wiel.
In blauw opwaartse kracht op de trekhaak en neerwaarts op beide wielen.
Graag dus jullie idee daarover.