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阿斯拉斯特

翁德沃彭:

  • 使用 VLS 计算轴荷
  • 计算前轴载荷
  • 重量和质量之间的区别
  • 计算后轴负载
  • 计算鼻子重量
  • 计算鼻重对后轴的影响

使用 VLS 计算轴荷:
车辆的轴荷可以通过示意图和汽车数据来计算。 可以使用 VLS(自由体图)绘制具有相关力的汽车(见下图)。 VLS的条件是不绘制路面。 即使车辆在山上,也不能以一定角度牵引车辆,但必须在 VLS 中牵引有方向的水平力。
使用 VLS 的优点是可以省去不必要的事情。 例如,在计算拖车的内部力矩或轴荷时,仅绘制拖车而不是带有拖车的汽车是有用的。 通过仅绘制必要的内容,可以避免犯错误(通过在计算中包含太多不属于的水平/垂直力)。

首先,必须使用作用在车辆上的重力加速度来计算重量。 重力取决于车辆在地球上的位置。 荷兰的重力加速度为 9,81m/s。
车辆质量必须乘以重力。 得出:1500 x 9.81 = 14.715N(力的单位是牛顿)。 需要注意的是,重力加速度有时也称为重力加速度、重力常数或下落速度。 数字 9,81 有时也会四舍五入为 9,8 或非常粗略地为 10。这更容易计算(1500 / 10 比 1500 / 9.81 更容易计算),但最终答案肯定不准确。 因此,除非考试问题中另有说明,否则请始终使用 9,81m/s。

因此,车辆压在路面上的总力为 14.715 牛顿。 该力分布在汽车的两个车轴上。
前部的轴荷通常较高,因为那是发动机的位置。 这可以从图像中的重心看出,从中心看,重心位于前面。 重心是一个假想的枢轴点。 如果该重心恰好位于中间,则两个车轴上的轴荷将相同(车辆质量除以 2)。 由于车轮距离、重心位置和车辆总质量已知,因此可以计算出前后轴荷。

整车质量:1500kg
重量:14715N
路面高度-转折点:60cm
距离F1-弯曲点:115cm
枢轴点距离 - F2:160cm
距离F1 – F2:115+160=275cm(这是轴距)

计算轴荷F2(后轴):
14715 x 1,15 – F2 x 2,75 = 0
16922 – F2 x 2,75 = 0
F2 = 16922 / 2,75
F2 = 6154N

详细计算如下:

  • 要计算F1和F2,首先必须计算一个。 我们选择先计算F2。
    我们在 F1 处进行枢轴。 顺时针的一切都是正的,逆时针的一切都是负的。 这意味着向下的力为正,向上的力 F2 为负。 我们填写公式的第一部分。
    14715 x 1,15 – F2 x 2,75 = 0
    (输入最后一个 0 作为标准,因为稍后在计算中“=”号左右的数字会互换)
  • 力x臂:14715的重量乘以1,15的距离:
    = 14715 1,15 16922
  • 现在我们在公式中再次输入:
    16922 – F2 x 2,75 = 0
  • 将 16922 移至 0 所在的另一侧:
    F2×2,75 = 16922
  • 两边同时除以 2,75,将其移至 = 号左侧:
    F2 = 16922 / 2,75
  • 结果是:
    F2 = 6154N。

重量和质量之间的区别:
请记住,重量不等于质量。 前面计算中F2的重量是6154牛顿。 质量始终以千克为单位。 因此它必须除以重力加速度 9,81。 (6154 / 9,81 = 627,3kg) 想想登记证上注明的空车质量。 这始终以公斤为单位。 澄清上述故事; 太空中没有重力。 所有东西都漂浮在那里,无论它有多重。 万物皆有重量; 当你将一盒牛奶扔到某物或石头上时,会产生不同的影响。 例如,牛奶盒撞到墙壁时不会轻易损坏任何东西,但石头肯定会造成损坏。 这是因为物体停止时石头所受的力比牛奶盒所受的力大。 这证明重量也存在于空间中并且很重要,但质量则不然。 质量是由于地球引力造成的。 所以汽车的重量不是1200kg,但它的质量是1200kg。 这样做常常会犯很多错误。

计算后轴荷:
当总重量和 1 轴荷已知时,通过将两者相减即可轻松计算出 2 轴荷:
总重量 – F2 = F1:
14715 – 6154 = 8561N。

F1当然也可以单独计算。 这与第一个计算几乎相同:

14715 x 1,6 – F1 x 2,75 = 0
23544 – F1 x 2,75 = 0
F1 = 23544 / 2,75
F1 = 8561N

前轮对路面的作用力为8561N,后轮为6154N。 加在一起就是 14715N。 因此车辆总质量为 14715 / 9.81 = 1500kg。

计算鼻子重量:
与前几章中计算汽车轴荷的方法相同,也可以确定汽车牵引杆上的车头重量。 力矩就是力x臂。 这意味着手臂越长,力矩越大。 后轴负载取决于 F2 和 F3 之间的距离,机头重量取决于 F3 和 F4 之间的距离。 必须计算的正是“铰接点”或拖杆球上的力。

汽车1500公斤,拖车300公斤。 我们首先通过乘以重力加速度将其转换回牛顿:
1500×9,81=14715N
300×9,81=2943N

要计算车头重量,首先只绘制拖车会更容易。 汽车本身在计算中并不重要。
车头重量用 F3 表示,轮胎压在路面上的力用 F5 表示。

F3 成为枢轴点,我们将计算力 F5。 重心是向下的力,因此为正。 作用在F5上的力是向上的力,所以是负值(所以前面有一个负号)。 拖车的重量为4000N。

计算力 F5:
4000 x 1,2 – F5 x 1,4 = 0
4800 – F5 x 1,4 = 0
F5 = 4800 / 1,4
F5 = 3429N

计算鼻子重量(F3):
4000 – 3429 = 571N
571 / 9,81 = 58,2 公斤
该拖车的车头重量为 58,2 公斤。
随着重心向后移动,机头重量减轻。 为了获得这种洞察力并练习计算,增加和减少 F3 和 F4 之间的距离以及 F4 和 F5 之间的距离并再次执行计算是有用的。

计算鼻重对后轴的影响:
由于现在已知前端重量,因此可以计算出它对后轴的影响。 重量不能简单地相加,因为后轴和拖车球之间的距离非常重要(力 x 臂)。 我们再次使用带有拖车的汽车的相同图像。

在之前的计算中已知机头重量(F3)为571N。 F2也已经为人所知,它是6154N。 这些力不能加在一起,因为后轮和拖车球头之间的距离仍然起到臂的作用。 我们将重新创建整个公式,就像本页开头一样。 在此公式中添加 571 x 3,65(F3 上的力加上 F1 到 F3 的距离)。

14715 x 1,15 + 571 x 3,65 – F2 x 2,75 = 0
19006 – F2 x 2,75 = 0
F2 = 19006 / 2,75
F2 = 6911N = 691公斤。

这意味着后轴的重量为691公斤。