荷重移動についての考察 続き

長いこと放置していましたが,続きです.
(まだ前のグラフの色も直せていないんですが・・・とりあえず)

ひでぼん師匠から「柔らかいバネと柔らかいダンパーで卵が割れない話」について,
自分なりに考えて計算してみました.
前回出したグラフはこれです.
バネ ダンパ 臨界減衰
たしかにこの結果だと「柔らかいバネと柔らかいダンパーでも卵が割れてしまう(初めに出る力が同じなので)」となってしまい,感覚と違います.

でもこれはダンパーをバネに合わせてちょうどいい(臨界減衰)状態にして計算しているので
これが変な結果になった原因かなと・・・.
なので柔らかいバネに対して,ダンパーをめちゃくちゃ柔らかくしてみました.
柔らかいセット
(上の図の「柔らかい」と同じバネで,上の臨界減衰時のダンパーと,ダンパーを柔らかくしたものとを比較しました)

初期の入力がずいぶん下がっています.
これなら「卵は割れない」かと思います.(ただこの計算では入力が一瞬ではなく,ずっと一定にかかっているのでどこかで割れてしまうんですがw)


あと「バネとダンパーで計算を分ける」というのは,確かに必要だと思い,計算してみました.

まずはバネのみ

バネのみ 力

縮み
バネのみ 縮み量


結果はバネを変えると入力の周波数が変わりますね.(硬く→速く)
この辺が硬いばねでカクっと(ボキっとw?)曲がるのに効いているような気が・・・?
縮んでいく速さはだいたい同じみたいですね.でもどこで止まるか(つり合うか)が違うのでそれが周波数の違いに出るということかと.

次にダンパーのみ

修正しました.今回は自分なりにも納得できる結果です.

ダンパ 力 修正

縮み
ダンパ 変位 修正

またひでぼん師匠のところで書かれていた「カチカチのダンパー」についても計算してみました.
上記の中間のものとの比較で出しておきます.
ダンパ 力 カチカチ 修正

計算として粘性抵抗を0にした場合は式が成り立たなくなってしまうので(分母に0がきてしまうので)計算できてません.近似であれば出せますが自由落下のような形式とは異なる結果になります.

また力が初めに大きくかかっているのは,おそらくオイルの粘性による慣性力(上手く説明できませんが)によって,かけた力が倍増されて初めに入力されると考えられます.

力の結果としては一つ目の図に似ていますが,「臨界減衰」というのがバネの力とダンパーの力がバランスされる状態なので結果としてダンパーの特性が明確に出るのかと.
RCではたぶん臨界減衰より柔らかい方向のダンパーの使い方(2つ目のダンパーが超柔らかいような)をしているのではないかと想像しますが,実際には急激な入力を加えるばかりではないので,そのへんも詳しく考えたいところです.
とりあえず一旦これでアップしておきます.


以下,修正前の間違いデータ


ダンパーのみ 力

縮み
ダンパーのみ 縮み量

結果はダンパーを硬くしていくほど縮みにくくなっていることが分かります.これは感覚的にも分かるんですが,気になるのは硬いときに力,縮み量がマイナスに行ってること.
たぶんですが,入力に対してダンパーの反力が大きく出て一瞬ピストンがもどるという計算になっているのかと思います.あまり考えにくい状況なので,ここではあくまで計算の結果というだけで・・・.(入力の大きさが一定なのが変な原因ですかね・・・)
とりあえず中間より柔らかいダンパーで考えると,縮みの速さが影響して初めから力の発生量が大きいということになります.

今回の計算で試行錯誤した結果,「外力(入力)項」の計算で手こずりました.というか今までの計算でも間違っているかもしれないと気がついたので,また見直してみます.

なんだか考察的にも中途半端ですが,一旦このへんでアップしておきます.(ギブアップ?)
どんどん分からなくなってきたように思います(笑).ぜーったいこんなこと考えてるより走りこんだ方がいいことは分かってるんですがw,趣味ということで.

(aniさん,きっちりまとまるにはまだまだかかりそうです. TΔT )

追記:
以下,2番目のグラフの緑ラインの数値から青ラインの数値を引いたグラフです.
引いたもの 力
これで「ダンパーのほとんど効いていないバネの力」と「ダンパーの効いているバネ・ダンパーの力」の差が出ているのですが,これが「ダンパーの力」を表せてるとは言い難いですね・・・.
ダンパーで速度に対して発生した力と,バネによって縮んだ量に対して発生した力が絡み合っているので,そもそも時間に対しての縮み量が違ってしまっているのが問題かと思います.かといって同じ縮み方をさせられるかと言われればちょっと無理な感じですし・・・.
こんな感じですが,どうでしょうか?
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2011-02-12 : 考察 : コメント : 9 : トラックバック : 0
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No title
おお!もう辞めたのかと思ったよ。
いい感じのデーターが揃いだしたね。
2番目の超軟らかいオイル(ダンパー)だと力が伝わらんけど臨界減衰までオイル固めたらより早く力が伝わるんだよね。
だからより早い荷重移動が出来てより早くに面圧を得れると。
正しいと思うよ(^o^)丿
なので、5番目のダンパーのみの力のグラフはおかしいと思うよ。
2011-02-12 21:10 : ひでぼん URL : 編集
>ひでぼん師匠
そうですね・・・.ダンパーのみの力のグラフは傾向がイメージと全く逆なんですよね.
単純に時間0での力を0に移動させると(縦軸方向にオフセット)それっぽくなるような・・・?ただ「それっぽい」というだけで計算結果を変えるのはなんなので,やっぱりもう少し考えてみま~す.
2011-02-13 00:08 : OKURE URL : 編集
No title
いろいろ考えてるOkure君見てると、ほのぼのやわw

試験装置とか計算どうりいかへんねんなぁ(俺はハナっから計算無しやけどねw)
基準設定の無い動きが発生する物体は理不尽やねん

いきずまった時は全然違う視点で考えると自分が納得できる理論が生まれるよ!後は自分以外の人が納得すればOKやしw
まぁそのへんの考え方が日本人に欠けてる所かな?
ヨーロッパなんかいくと「なんでやねん!」みたいな開発品多いの事実やし。

これからの若者に期待してるよ

今度はオッパイの減衰について発表やってみてw
2011-02-13 03:36 : F田 URL : 編集
No title
単純に2番目のグラフの緑ラインの数値から青ラインの数値を引くとどうなるの?
2011-02-13 10:29 : ひでぼん URL : 編集
>ひでぼん師匠
2番目のグラフの緑ラインの数値から青ラインの数値を引いた結果を追加しておきました.どうでしょうか?
2011-02-14 10:42 : OKURE URL : 編集
簡単にはいかなかったかー。
確かに時間ごとの縮み量違うもんな。
どんな計算式なのか知らんけどダンパー単体に対しては縮んだ量を単純に力とするとおかしくなると思う
縮んだ量は伝わらなかった力で減速度も加味する必要あるとか?
2011-02-14 12:59 : ひでぼん URL : 編集
>ひでぼん師匠
いちおうダンパーの力はダンパーの縮む速度に比例するとして計算しているので(F=C×V Fは力 Cはダンパーの係数 Vは速度),力を加えた瞬間からの縮み量を時間ごとに計算していき(運動方程式からma=-CV+f mはバネ上質量 aは加速度 fは入力),その縮み量を速度に変換し,速度と係数をかけたものをグラフにしてるんですが・・・
たしかに「伝わる力」というより「ダンパー発生した力」という計算結果になってます.何かをさらに加味しないといけないのかもしれませんね.
2011-02-14 19:19 : OKURE URL : 編集
No title
ちょっと良くわからん数式やなー
aはCが変わると変わるんちゃう?
感覚的な自論をまとめてtalkingに後ほど書いてみるので検討してみて。
2011-02-14 20:57 : ひでぼん URL : 編集
おお!いい感じ
でもグラフの上下逆ちゃう?
ガチガチダンパーは直後に自重が架かるイメージなんだけど
この新しい式使ってスプリング付きも計算してほしい
2011-02-16 12:24 : ひでぼん URL : 編集
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プロフィール

OKURE

Author:OKURE
RCカーでレースを.ホームコースは奈良の峠サーキットでしたが、仕事の都合で栃木に
移り、今はBRCサーキットがホームです!
基本的に「おかねは掛けすぎない.」「作れるものは作る.」の精神でRCを可愛がっています.

2011年2月 TA05からTRF416にマシンを変更.
2011年7月 TRF416Xにマシン変更
2012年2月 TRF416Xをベースに自作シャーシ416Rを製作.メインマシンに.
2012年12月GPツーリングデビュー RRRゴムタイヤ

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