Kracht in as van wiel

Noah stelde deze vraag op 13 juni 2024 om 13:59.

Ik heb een aanhanger met een totaalgewicht van 5900 kg. Nu wil ik weten of de assen van beide wielen de kracht aankunnen als de wagen van een stoepje afkomt. We kunnen aannemen dat het stoepje 0,1 m hoog is en dat de wagen met een snelheid van 8 km/h (2,22 m/s) rijdt. Ik heb geprobeerd om de impactkracht te berekenen, maar ik kom er niet volledig uit. Kan iemand me helpen waar ik moet beginnen en of dit überhaupt mogelijk is?

Reacties

Theo de Klerk op 13 juni 2024 om 14:11

Assen van beide wielen: teken eens wat  je bedoelt.  2 wielen aan 1  as, 4 wielen aan 2 assen, dichtbij elkaar in het midden, aan de uiteinden, wat?

Noah op 13 juni 2024 om 14:31

Hallo Theo,

Het is eenhanger met 2 wielen en 2 assen zie bijlage.

Hopelijk is het nu wat duidelijker. 

Jan van de Velde op 13 juni 2024 om 16:31

dag Noah,

weinig van te zeggen:
Best case: niks extra's t.o.v. stilstaan op een vlakke weg.
Worst case: krak.

 

Het verschil:

  1. hoe hard rij je?
  2.  hoe hard staan die banden?
  3.  geveerd of ongeveerd? 

1: millimeter voor millimeter de stoep af, dan is er niks aan de hand

2+3 : vormen samen een onbekende "kreukelzone" . Hoe verder dat kan inveren, hoe kleiner de kracht.

Ter vergelijk: geen vering en een ijzeren wiel: invering bijna 0 en kracht heeeeel erg groot. Krak. 

Op straat stuiterend 1 cm inveren of 5 cm inveren: scheelt een factor 5 in de kracht.

Je snelheid is bekend en de verticale snelheid waarmee die kar op de straat "valt" is te berekenen, Maar nee, een zinnig antwoord is niet te geven omdat niet bekend is hoever vering en banden gaan "inveren". Dat bepaalt alles.   

Constructeurs van karren berekenen die maximale belasting voor gewoon in het verkeer voorkomende hobbels en snelheden. En dan een serieuze veiligheidsfactor daar bovenop. 

Groet, Jan

 

Theo de Klerk op 14 juni 2024 om 09:13

worst case : bij 2 m/s horizontaal schiet het wiel van de stoep en duikt op straat. Als de kaart op schaal is leid ik af dat de diameter van de banden 800 (mm neem ik aan) is zodat de banden in 0,8/2 = 0,4 s "vrij komen" en op de grond vallen over een afstand van 0,1 m. Een vrije val overbrugt deze afstand in 0,1 = 5t2 ofwel t = √0,02 = 0,14 s met eindsnelheid v = 10t = 1,4 m/s. Die wordt door de weg gestopt en daarbij is de kracht op beide assen uitgevoerd F = ma = m Δv/Δt = 5900 x 1,4/Δt N. Daarbij moet het gewicht dat er altijd is nog worden opgeteld: F = 5900 x 10 N.

Hoeveel die assen moeten kunnen kunnen houden hangt dus af van wat Jan al aangeeft:

  • hoe groot is Δt? Harde banden kunnen verder inveren en maken het langer. Een factor 5 verschil maakt de valkracht 5x groter of kleiner. In het laatste geval wordt de as veel minder belast. Vergroten van Δt is typisch de functie voor helmen, kreukelzones, vangrails, stootblokken.
  • hoe lang "draait" het wiel over de stoeprand naar beneden ipv te vallen (vgl tekenfilms waarin iemand rechtdoor in de lucht boven een ravijn rent en "plots" naar beneden valt - de worst case die ik hierboven gebruikte). Hoe langer, hoe minder snel de val is. Dat draaien zal minder dan 0,4 s zijn: een 80 cm brede band is al eerder 10 cm gedaald tot op de straat door draaien vanaf de stoeprand
  • kan de lading als geheel nog veren/trillen?  Daarmee wordt de Δt ook weer sterk vergroot en de kracht verkleind.

Met langza(a)m(er) de stoep af rijden en hardere banden is er weinig extra belasting op de assen.

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Clara heeft veertien appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Clara nu over?

Antwoord: (vul een getal in)