การกระแทกของถนนสามารถกระตุ้นความถี่ไอเกนของเฟรมได้หรือไม่?

ในช่วงวันหยุดจักรยานครั้งสุดท้ายของฉันฉันเกิดขึ้นที่จะนั่งลงบนถนนที่มีลายขวางเพื่อทำเครื่องหมายการเลี้ยว

ลายทำด้วยสีถนนและสูงกว่าระนาบถนนเล็กน้อยเพื่อให้การผ่านไปทำให้คุณรู้สึกถึงการชน

ที่ความเร็วหนึ่งถึงได้ในขณะที่อยู่บนเนินเขา "ta-ta-pum" ซ้ำแล้วซ้ำอีกไม่สะดวกสบายดังนั้นฉันถูกชักนำให้ชะลอตัวลง

อย่างไรก็ตามฉันสงสัยว่า: มันเกิดขึ้นได้ไหมสำหรับความเร็วเฉพาะของจักรยานความถี่กระแทกนั้นสะท้อนกับความถี่ Eigen ของเฟรมซึ่งนำไปสู่ความล้มเหลวของเฟรมที่หายนะ?

ด้านล่างนี้คือกราฟสมมุติฐานสองข้อเกี่ยวกับการตอบสนองของจักรยานต่อแรงขับที่ความถี่เฉพาะ

ทางด้านซ้ายที่ไม่สมจริงคือกราฟที่จะนำไปสู่สถานการณ์ป๊อปคัลเจอร์ซึ่งจักรยานแตกเป็นชิ้น ๆ เนื่องจากเสียงสะท้อน เสียงสะท้อนจะต้องมีความถี่ที่ค่อนข้างต่ำเพื่อให้ตรงกับความถี่ของการกระแทกในถนน มีการหน่วงน้อยมาก (แรงเสียดทานภายในในระบบผู้ขับขี่จักรยาน) และสิ่งนี้แสดงให้เห็นในสองวิธี: (1) ตามที่คุณคาดหวังอย่างสังหรณ์ใจการตอบสนองจะสูงขึ้นเนื่องจากพลังงานไม่กระจายไปสู่ความร้อนอย่างรวดเร็ว (2) น้อยลงโดยสัญชาตญาณทำให้จุดสูงสุดของเสียงสะท้อนแคบมาก

กราฟที่สองเป็นเหมือนสิ่งที่ฉันคาดหวังสำหรับระบบเช่นเฟรมจักรยานควบคู่กับร่างกายของผู้ขับขี่ เนื่องจากเฟรมเป็นวัตถุที่ซับซ้อนจึงมีความถี่เรโซแนนท์มากมายไม่ใช่แค่หนึ่งและแต่ละเฟรมค่อนข้างอ่อนแอ ฉันคาดหวังว่าความถี่เรโซแนนท์จะค่อนข้างสูงอาจจะเป็น 100-1,000 เฮิร์ตซ์และสูงกว่าเนื่องจากเฟรมแข็งและเบา มีการทำให้หมาด ๆ มากเนื่องจากการมีเพศสัมพันธ์ของเฟรมกับร่างกายที่อ่อนนุ่มของผู้ขับขี่, การมีเพศสัมพันธ์กับยางและอาจเป็นเพราะแรงเสียดทานภายในในเฟรม การทำให้หมาด ๆ นี้ทำให้ยอดเขาไม่สูงมากและทำให้พวกเขากว้างดังนั้นพวกเขาจึงผสมผสานกัน

หากคุณต้องการหลักฐานการทดลองเกี่ยวกับเรื่องนี้ให้นำจักรยานของคุณไปกระแทกกับกำปั้นของคุณในจุดต่าง ๆ และในทิศทางต่าง ๆ (ฉันเดาว่าคุณต้องการทำเช่นนี้ในขณะที่นั่งอยู่บนร่างกายเนื่องจากร่างกายของคุณส่งผลกระทบต่อระบบด้วยมวลและการทำให้หมาด ๆ ) หากมีการสั่นพ้องในพื้นที่เสียงคุณจะได้ยินความถี่เหล่านั้นเป็นเสียงที่ได้ยิน หากมีการสั่นพ้องความถี่ต่ำคุณจะรู้สึกว่าเป็นเสียงสั่น คุณสามารถบอกปริมาณการหน่วงตามระยะเวลาที่เสียงกริ่งยังคงอยู่ หากเสียงกริ่งดังดังกริ่งแสดงว่าคุณมีแรงกระแทกต่ำ ถ้ามันเป็นเสียงหวือหวาอย่างรวดเร็วหรือ "งง" ที่ลดลงทันทีคุณมีการทำให้หมาด ๆ สูง

แม้ว่าคุณจะสมมติว่าสถานการณ์เป็นกรณีที่เลวร้ายที่สุดของกราฟทางด้านซ้ายจุดสูงสุดก็แคบมาก (เพื่อทำให้มันสูงพอที่จะทำลายจักรยานได้เราต้องทำให้หมาด ๆ ต่ำพอที่ความกว้างจะเล็กมาก) ซึ่งหมายความว่าอันตรายจะเกิดขึ้นเฉพาะในช่วงความถี่ที่เจาะจงมากและเฉพาะเจาะจงเท่านั้น ฉันคิดว่าถ้าพวกเราส่วนใหญ่ประสบกับปัญหานี้ในขณะที่ขี่เราจะสัญชาตญาณช้าลงเล็กน้อย นั่นจะทำให้ความถี่ในการขับขี่ลดลงและนำเราไปไกลเกินไปจากความถี่เรโซแนนท์เพื่อกระตุ้นการตอบสนองที่สำคัญ

นักออกแบบไม่ต้องการที่จะสร้างจักรยานที่จะสั่นสะเทือนโดยมีการหน่วงต่ำในการตอบสนองต่อแรงในแนวตั้งจากการชนบนท้องถนน จักรยานดังกล่าวจะสั่นขึ้นและลงเป็นเวลานานซึ่งจะน่ารำคาญ แม้ในกรณีของจักรยานเสือภูเขาที่มีโช้คอัพก็อาจมีการหน่วงด้วยการออกแบบมาเพื่อป้องกันการกระแทกเพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบประเภทนี้

ความถี่เรโซแนนท์ที่พบบนพื้นผิวถนนสำหรับระบบจักรยานทั้งหมดเช่นเฟรมล้อผู้ขับขี่เป็นต้นผู้ขับขี่จะถูกแนบไปกับเฟรมอย่างมีประสิทธิภาพผ่านทางองค์ประกอบที่มีสปริงคุณสมบัติการทำให้หมาด ๆ และการควบคุมที่ใช้งานอยู่ (แขนและขา) พบการกระแทกที่ความถี่เฉพาะอาจทำให้ผู้ขับขี่ดับได้

เฟรมจักรยานค่อนข้างแข็งดังนั้นความถี่เรโซแนนท์ที่ไม่มีการประทับใด ๆ ที่พวกเขามีจะค่อนข้างสูง เฮิรทซ์ไม่ได้อยู่ที่ 10 หรือมากกว่านั้นคุณอาจได้รับจากการขับขี่บนถนนที่มีระยะห่างเป็นประจำ

คุณคิดว่าโครงสร้างทั้งหมดล้มเหลวเมื่อรู้สึกตื่นเต้นกับความถี่ที่กังวาน เรื่องนี้ไม่เป็นความจริง แต่อย่างใดเครื่องดนตรีอคูสติกจะทำลายตัวเองเมื่อเล่น แน่นอนว่ามีโครงสร้างที่เสียงก้องสามารถนำไปสู่ความเสียหายจากการสั่นได้ แต่ฉันไม่คิดว่าเฟรมจักรยานต้องทนทุกข์กับสิ่งนี้

มีปรากฏการณ์ที่เรียกว่า Speed ​​wobbles https://en.wikipedia.org/wiki/Speed_wobbleที่สามารถทำให้สูญเสียการควบคุมจักรยาน การโยกเยกความเร็วคือ"ความรวดเร็ว (4–10 Hz) การแกว่งของล้อ (s) ของยานพาหนะในขั้นต้นในขั้นต้นส่วนที่เหลือของยานพาหนะส่วนใหญ่ยังคงไม่ได้รับผลกระทบ ของการควบคุม" เฟรมจะไม่เบรค แต่เนื่องจากการสูญเสียการควบคุมเกิดความเสียหายอย่างรุนแรงที่ความเร็วสูง

คำถามคือว่าแถบเหล่านั้นสามารถทำให้เกิดความผันผวนหรือไม่และฉันไม่มีคำตอบสำหรับสิ่งนั้น อาจมีการก่อกวนหลายครั้งมากพอที่จะเกิดขึ้นตลอดเวลาและปัญหาหลักคือการทำให้เกิดความไม่มั่นคงไม่มีการก่อกวนครั้งแรก

คุณสามารถดูวิดีโอที่ดีเกี่ยวกับนักปั่นจักรยานที่ได้รับการส่ายความเร็ว

ความถี่เรโซแนนซ์เป็นคุณสมบัติการออกแบบที่ไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ แต่มันก็ไม่น่าเป็นไปได้ที่มันจะทำลายเฟรมอย่างน้อยหนึ่งตัวจากผู้สร้างที่มีชื่อเสียง ฉันจะไม่ทำข้อความเดียวกันสำหรับ BSO ซึ่งอาจได้รับจากการเชื่อมที่อ่อนแอและวัสดุที่ไม่ดี

สิ่งที่คุณพบบนถนนที่ทอดยาว แต่อาจไม่ได้รับการสั่นพ้องของเฟรมที่เหมาะสม แต่เป็นการสะท้อนกลับของระบบจักรยาน / ผู้ขับขี่ที่ทำให้เกิดความรู้สึกไม่สบายอย่างมาก วิธีจัดการกับมันขึ้นอยู่กับประเภทของจักรยานสปริงหรือสปริง และถ้ามันเด้งแล้วการปรับการตั้งค่าแดมเปอร์จะช่วยได้มาก หลังจากทั้งหมดมันเป็นส่วนหนึ่งของงานของพวกเขา

ด้วยเฟรมแข็งและทางแยกความถี่เสียงสะท้อนจะได้รับจากการออกแบบและวัสดุเฟรม บิตเดียวที่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ที่นี่จะเป็นขนาดยางภายในขอบเขตที่กำหนดโดยขนาดที่เหมาะสมที่สุด และในระดับหนึ่งด้วยแรงดันลมยาง

ยังมีตัวเลือกในการไปเร็วกว่าหรือช้ากว่ามากเช่นเดียวกับที่คุณทำบนถนนลูกฟูกด้วยยานยนต์ หากคุณมีโอกาสนั้นมันหมายถึงการบินผ่านระลอกคลื่นด้วยความเร็วหรือตามพวกมันไปโดยไม่มีความเร็วเลย

นอกจากนี้ยังใช้ตำแหน่งที่ผ่อนคลายบนจักรยานของคุณ อย่าคว้าบาร์แน่นเกินไปและยกก้นของคุณขึ้นเล็กน้อยเพื่อรักษาแรงกดบนแป้นเหยียบในแนวนอน

(สุดท้าย แต่ไม่ท้ายสุดจุดประสงค์ของลายเส้นเหล่านี้ก็คือการชะลอการจราจร แต่น่าเสียดายที่พวกเขามีแนวโน้มที่จะทำให้เกิดความรู้สึกไม่สบายมากขึ้นต่อนักปั่นจักรยานและเข้าไปยุ่งเกี่ยวกับเส้นทางที่ปลอดภัยมากกว่าคนขับรถที่อาจจะรำคาญ