تحلیل تنش و آنالیز ارتعاشات چرخ بدون باد (توییل) و بررسی تاثیر میزان انحنای پره و سرعت بر ارتعاش چرخ با استفاده از روش اجزای محدود

Abstract

چرخ توییل گونه‌ی جدیدی از چرخ‌های بدون باد می‌باشد که در حال گذراندن مراحل تحقیقاتی به منظور جایگزینی تایرهای خودرو می‌باشد. در این تحقیق هدف شبیه‌سازی چرخ از ابتدای حرکت تا رسیدن به سرعت 60 کیلومتر بر ساعت و بررسی ارتعاشات و تاثیر انحنا و سرعت بر مقدار آن می‌باشد. میزان انحنای پره بر روی ارتعاش پره و در نتیجه ارتعاش چرخ تاثیرگذار است. به همین منظور علاوه بر چرخ مرجع که پره‌های آن دارای انحنای 5 میلی‌متر می‌باشد، دو مدل پره‌ی دیگر با انحناهای 4 و 6 میلی‌متر طراحی گردیده و نشان داده شد که با تغییر در انحنای پره‌ها دامنه‌ی ارتعاش پره‌ها و فرکانس‌های ارتعاشی آن‌ها به شدت تغییر می‌کنند. یکی از معایب این نوع چرخ‌ها، ارتعاشات و ایجاد سر و صدای زیاد در سرعت‌های بالاتر از 80 کیلومتر بر ساعت می‌باشد. بدین منظور چرخ با سرعت 100 کیلومتر بر ساعت به دوران درآمد. در سرعت‌های بالاتر از 70 کیلومتر بر ساعت مشاهده شد که پره‌های چرخ به شدت ارتعاش کردند به گونه‌ای که فرکانس ارتعاش پره‌ها با فرکانس طبیعی آن‌ها یکسان شده و پدیده‌ی تشدید رخ داد. نتیجه‌ی نهایی این می‌باشد که چرخ طراحی شده برای استفاده در وسایل نقلیه با سرعت حرکت پایین‌تر از 70 کیلومتر بر ساعت مناسب هستند.