Hoogte zwaartepunt bepalen auto

[buurenvan]

Hoi allemaal,

Ik heb mijn gehele studie eigenlijk nooit echt problemen ondervonden om ergens uit te komen, maar nu is het toch zover.

Ik moet van een auto in statische toestand het zwaartepunt redelijk nauwkeurig bepalen/berekenen. Nu vond ik zelf berekenen al geen optie, want wanneer ik dit zou doen met de momentenstelling moet ik gewichten en maten schatten, waardoor het zwaartepunt verre van nauwkeurig is.

Nu kwam ik met het idee om de wieldruk te meten en aan de hand daarvan de afstand vanaf de vooras te bepalen met de momentenstelling en dit ook zo voor de voor de ligging van het zwaartepunt van voor of achter gezien. Naar mijn idee kan het zwaartepunt dan exact bepaald worden. Hierbij is mijn probleem echter dat ik de hoogte van het zwaartepunt niet te weten kom en die is voor mij redelijk belangrijk.

Hier heb ik dus ook weer over nagedacht en een tweetal ideetjes zijn hieruit gekomen. Aangezien bij het meten van de wieldruk er geen horizontale kracht werkt op het voertuig, wil ik deze introduceren door middel van of te remmen of bijvoorbeeld een bocht te nemen.

Bij het nemen van de bocht is het nadeel dat dit met een redelijke snelheid moet om het rolmoment te bepalen en van daaruit de hoogte van het zwaartepunt. Verder is het nadelig dat wanneer de auto gaat rollen dit tegengehouden moet worden door middel van een constructie of iets dergelijks. Dit beinvloed dus ook de hoogte van het zwaartepunt.

Mijn tweede ideetje was dus bij het remmen van het voertuig. Hierbij moet de vertraging gemeten worden, waardoor de horizontale kracht bekend is. Voordeel hiervan is dat er geen hoge snelheden en scherpe bochten nodig zijn en het zwaartepunt niet beinvloed wordt door een eventuele contructie die ervoor zorgt dat het voertuig niet gaat rollen. Nadeel is dat de wieldruk niet real time gemeten kan worden waardoor dit niet helemaal gaat werken.

Mijn vraag is nu dus of iemand hier een idee over hebt om de hoogte van het zwaartepunt goed te bepalen, want ik heb er lang over nagedacht, maar meer kwam er van mij niet uit. Alvast bedankt

[buurenvan]

Ter verduidelijking van mijn verhaal

Onderstaande afbeelding geeft rolmoment weer

[bessie]

Omdat je aangeeft dat je de wieldruk tamelijk nauwkeurig kan meten, denk ik dat je daar mee verder moet. Ik zou dus de auto op een helling zetten, zodat de lengte-as gewoon horizontaal staat. Uit het verschil in wieldruk kun je dan de hoogte van het massamiddelpunt afleiden.

Voor een nauwkeurige meting moet de hoek zo groot mogelijk zijn. Of je een helling vindt die stijl genoeg is hangt af van waar je woont. Maar je kan ook gebruik maken van een garagebrug. Zet de auto met de linkerwielen op de brug en draai die omhoog tot de auto onder een hoek van rond 30 graden staat.

[Jan van de Velde]

Verplaatst naar klassieke mechanica

[buurenvan]

Ter verduidelijking van mijn verhaal de tweede afbeelding. Krachtenspel tijdens het remmen

Overigens excuus dat ik mijn topic in het verkeerde forum heb geplaatst. Ik wist niet helemaal waar ik deze moest plaatsen.

[buurenvan]

Bessie bedankt voor je antwoord. Ik had daar inderdaad nog niet aan gedacht. Overigens heb ik nog geen middelen om de wieldruk nauwkeurig te meten, maar had het idee dat ik dit zou doen zoals bijvoorbeeld de politie doet bij vrachtwagens. Of zoals boeren soms doen wanneer ze hooi of stro binnen hebben gehaald.

De wieldruk meten zal in de garage of op een helling gecompliceerder zijn denk ik wanneer ik de wieldruk niet nauwkeurig kan meten. Een weegschaal is ook geen optie lijkt mij, want kunnen grotere gewichten niet aan.

Overigens begrijp ik niet helemaal waarom de hoek zo groot mogelijk moet zijn om de nauwkeurigheid zo groot mogelijk te houden. Komt dit omdat kleine hoeken lastiger te meten zijn, waardoor de meting van de hoek niet nauwkeurig is en de rest dus ook of zie ik iets over het hoofd?

[bessie]

In je eerste plaatje kan je zien dat de ligging van het zwaartepunt tussen de linker en rechterwielen in is. Om een meetbaar verschil in de drukken te krijgen, zal het zp zover mogelijk moeten verschuiven, en dat kan alleen als de rolhoek groot is.

[buurenvan]

Oke vandaar. Ik zat er net zelf nog over na te denken, maar wanneer ik het voertuig door middel van een brug zou kantelen, dan moet de reactiekracht van de brug ook opgemeten worden denk ik.

Ik ga beide manieren van bessie in ieder geval even voor mezelf opschrijven en zien of ik eruit kom. Dit zal ik zo snel mogelijk laten weten.

[buurenvan]

Bessie ik heb net gekeken naar het eerste dat je zei, dus wanneer een auto op een helling staat en dat dan de wieldruk gemeten kan worden om vervolgens de hoogte van het zwaartepunt af te leiden. Dit begrijp ik om eerlijk te zijn niet. Moet de momentenstelling toegepast worden in beide situaties of gaat dit anders.

Verder heb ik een schetsje gemaakt van een voertuig die op een helling staat. Hieruit zou ik ook de hoogte van het zwaartepunt kunnen bepalen lijkt me. De helling werkt namelijk tegen zoals te zien is in de figuur. F helling is te berekenen met Fg * sin alfa. Als het goed is kan dan de momentenstelling gebruikt worden om de hoogte te berekenen.

Maar om eerlijk te zijn ben ik wel erg benieuwd naar de afleiding die je eerder aangaf. Ik heb op dat gebied nog geen ervaring en ook nog niet echt inzicht, maar wil het wel graag leren. Zou je daar iets meer over kunnen vertellen? Alvast bedankt ervoor.

Ik ga zo de schets maken bij de situatie op de brug, om te zien of ik dat wel kan begrijpen.

[erik-dr]

Hallo,

Om de hoogte te berekenen moet je er van uit gaan dat het zwaartepunt op de grond ligt. als het zwaartepunt namelijk op de grond ligt maakt het geen verschil in de wieldruk als de auto recht of op een helling staat.

Als je de wieldruk meet als de auto op een helling staat is die natuurlijk niet het zelfde dan als de auto recht staat. met dat verschil kan je de hoogte van het zwaartepunt uitrekenen.

Als je de auto op een helling zet, zal de auto overhellen (ten opzichte van de assen). als je dan met je metingen gaat rekenen, moet je daar rekening mee houden.

Hoe wil je de wieldruk gaan meten?

[bessie]

wet.GIF (3.21 KiB) 3417 keer bekeken

Auto in achteraanzicht.

De breedte van de auto is 2b, de hoogte van het zwaartepunt h.

Beide wielen hebben een verschillende wieldruk, Fl en Fr. Hun wrijvingskrachten zijn dan mu.Fl en mu.Fr.

Het momentenevenwicht rond het rechterwiel luidt

\(Fl.2b=m.g.(b.cos(\theta)-h.sin(\theta))\)

Met bekende b, theta, m, en gemeten Fl heb je nu al h gevonden.

[buurenvan]

Erik ook bedankt voor het antwoord. Het eerste punt snap ik, het tweede punt ook dat de wieldruk op een helling anders is.

Dan weet ik nog niet helemaal wat ik moet doen met het derde wat jij zegt. Je zegt dat je met het verschil in wieldruk de hoogte van het zwaartepunt kunt uitrekenen.

Stel ik meet in horizontale situatie op de vooras 10000 N en op de achteras 5000 N. Als ik op de helling meet, is de wieldruk voor 8000 N en achter 7000 N.

Het verschil in wieldruk is 2000 N. Die 2000 N moet ik niet zien als F helling in mijn schetsje, want dan klopt de uitkomst niet volgens mij.

Volgens mij mag ik ook niet zeggen 2000 = (F helling * h) + (F achter * wb) = 0 ofwel

wb is in dit geval de wielbasis

[buurenvan]

Sorry trouwens was vergeten om te melden dat ik wel met de zwaartepunten wil gaan rekenen. Maar ik denk dat het eerst belangrijk is om de afleiding te begrijpen om er verder mee te gaan. Verder ben ik er nog niet helemaal uit hoe ik de wieldruk ga meten. Mijn idee is om dit met hetzelfde apparaat als de politie te doen, die de aslast van trailers wil meten te doen.

[jadatis]

Dat uitrekenen zou je met spreadsheet kunnen doen dat ik gemaakt heb, waarbij je dan in plaats van de breedte de hoogte invult, maar zoals je zelf al zegt , niet erg nauwkeurig.

http://cid-a526e0eee092e6dc.office.live.co...ic?sa=450261668

In deze map te vinden, maar probeer het niet in de browser te openen, maar download het en open het in Excell of Openoffice Calc.

Om je een idee te geven van het scheef plaatsen het volgende plaatje

[imghttp://public.bay.livefilestore.com/y1p9fH...chilcaravan.jpg[/img]

Moet je zelf nog zien hoe je dit verwerkt in de omrekening naar hoogte zwaartepunt.

Hoe schever je de auto plaatst, hoe meer gewichtsverschil , maar daarvoor moet je ook de gewichten weten als de auto vlak staat. Mogelijk is het ook te doen met naar 2 kanten scheef wegen op beide assen , en het daaruit berekenen.

[bessie]

Ik heb er geen idee van wat jullie allemaal aan het doen zijn. De formule staat in mijn post? Het is toch logisch dat je de auto dwars op de helling moet zetten voor de grootste nauwkeurigheid? Ik zie het probleem niet...