[综合讨论]最近超轻头管螺丝帖子多，争议也不少，我算了些受力，大家给点意见。 [复制链接]

daeeeeeeee:我屑的和你说话？
你那26楼一个数字都没有，看你空口白话？懂车的都知道我为什么用71度来计算。在车架设计里71度就如立管73度一样是个标准值。
....... (2015-06-26 19:29) 

呵呵，你也不怎么懂力学常识

床有没有运动趋势，不是看床有没有受到力，而是看它受到的合力是多少

人躺床上固然有力，但是地面给床也有支承力，二者的合力是零，压根就没有运动趋势

简单又明了:那你把人全部的重量都算到头管上，明显是太大了
这个不叫力矩，如果把前叉上管和头管看成一体的，那么就是个悬臂梁
....... (2015-06-26 19:45) 

没错是可以看为一体，一体的话就是像我这样分析了，甚至那个力是压紧头管的。
你的分析师怎么样的呢？？
骑行中会对头管有大力的也就是急刹的时候了，我全算了（意外撞击那些没有分析），力也不过1000N，考虑角度分量，实在没有多少。

简单又明了:呵呵，你也不怎么懂力学常识
床有没有运动趋势，不是看床有没有受到力，而是看它受到的合力是多少
....... (2015-06-26 19:47) 

没错，是看总体，但是单看人与床，是有的，
你不要单看这句话，联系上下文就明白他提出这个是什么意思了。我在下文回答他的时候，也是这样说的，因为地板，所以没有了。

加不加人，床本身都有运动趋势，一直受引力啊。

daeeeeeeee:没错是可以看为一体，一体的话就是像我这样分析了，甚至那个力是压紧头管的。
你的分析师怎么样的呢？？
骑行中会对头管有大力的也就是急刹的时候了，我全算了（意外撞击那些没有分析），力也不过1000N，考虑角度分量，实在没有多少。 (2015-06-26 19:48) 

看来我不得不画个图给你表示一下了

简单又明了:看来我不得不画个图给你表示一下了 (2015-06-26 19:52) 

好啊，有个高手出图了

一直等着呢

daeeeeeeee:
好啊，有个高手出图了[表情]
一直等着呢

特意用SolidWorks简单画了一下模型

图片:2.jpg

从剖面看，下图中箭头方向就可认为是你说的刹车时受到人的推力，可以看到这 就是一个悬臂梁

图片:3.jpg

这个图中F1是人施加给头管的力，如果以图中假设支点进行考虑，F1和F2的力矩应相等，但是很明显头管的长度相比接触长度要大很多，因此F2也会比F1大很多，可能是几十倍的关系
如果F2太大就足以让前叉上管变形或者头管断裂，所以接触长度肯定不能太短的
这个图也可以看出，如果说F2还不足以使前叉上管变形或者头管变形，那么所有的力仅仅靠前叉上管就可以抵消，大螺丝是不提供支撑力的，去掉也没关系
但是如果接触长度太小，F2就会很大，很有可能导致前叉上管受到挤压变形，相应的头管的位置发生变化，大螺丝就要提供额外的力作为支撑

图片:4.jpg

还有一点要考虑，当大螺丝在前叉上管里面没有拆掉时，相当于变相的增加了前叉上管的厚度，会提高抵抗F2力的能力

所以说@citysa的说法我是赞同的，如果大行或者风行把这段接触长度做的过小，就会给头管大螺丝带来额外的负担

这个地方的原理和把立的原理一样一样的，为什么没有人担心腕组盖的强度够不够呢？

就是因为把立和前叉上管的接触长度足够长，不会对腕组盖产生额外的负担

得，前面吵够了也，高手出图了也

简单又明了:所以说@citysa的说法我是赞同的，如果大行或者风行把这段接触长度做的过小，就会给头管大螺丝带来额外的负担
这个地方的原理和把立的原理一样一样的，为什么没有人担心腕组盖的强度够不够呢？
就是因为把立和前叉上管的接触长度足够长，不会对腕组盖产生额外的负担 (2015-06-26 20:33) 

高手。
这个图和做超轻螺丝那个发烧友的说法是一致。
我也同意大螺丝对接触面有补强作用。
然后纠正一下，大家都认可，接触长度越短就越不安全。
目前的争论是在于，目前的长度，大螺丝会受到多少的力，把大螺丝做到超轻会不会有安全隐患。

daeeeeeeee:高手。
这个图和做超轻螺丝那个发烧友的说法是一致。
然后纠正一下，大家都认可，接触长度越短就越不安全。
目前的争论是在于，目前的长度，大螺丝会受到多少的力，把大螺丝做到超轻会不会有安全隐患。
....... (2015-06-26 22:03) 

还是那句话，接触长度足够的话，大螺丝就只提供预紧力，没有安全隐患
如果考虑大螺丝也提供支撑，那就太复杂了，得用到有限元，现在没空搞

简单又明了:特意用SolidWorks简单画了一下模型
[图片]
....... (2015-06-26 20:31) 

根据这个图我尝试计算接触面压强，你指点看看对不对。

接触面长度是1.5CM，头管长度从29到42不等，力臂的大小比大概是20-28之间。
仍然按100KG最大力计算，F2 = 1000N X 28 = 28000N
头管接触面面积是0.0143m X 3.14 X 0.015 = 0.00067353 平方米
受到的压强就= 28000 / 0.00067353 = 41572016 Pa =41.5MPA

这个数字远远小于6061T6的屈服强度270MPA

daeeeeeeee:根据这个图我尝试计算接触面压强，你指点看看对不对。
接触面长度是1.5CM，头管长度从29到42不等，力臂的大小比大概是20-28之间。
仍然按100KG最大力计算，F2 = 1000N X 28 = 28000N
....... (2015-06-26 22:31) 

如果真有400多MPa，那么头管一定是会断裂的

1.5公分的接触长度，正常骑行应该是够的，实际受力远不到100kg那么大

10m/s^2的加速度，相当于100kg体重的人直接压在了头管上，哪里有这么大的力

daeeeeeeee:根据这个图我尝试计算接触面压强，你指点看看对不对。
接触面长度是1.5CM，头管长度从29到42不等，力臂的大小比大概是20-28之间。
仍然按100KG最大力计算，F2 = 1000N X 28 = 28000N
....... (2015-06-26 22:31) 

你这结果也不对啊，41572016Pa=41.5MPa，而不是415MPa

简单又明了:你这结果也不对啊，41572016Pa=41.5MPa，而不是415MPa (2015-06-26 22:45) 

先按最大的来嘛。具体的不好分析，就分析最大的。
对，位数太多，看错了，是，41.5MPA
我这个计算没有错误吧？41.5MPA是肯定不会对头管照成影响啊，6061T6的屈服强度都是在270MPA

换个思路，不要假设去掉大螺丝，而是假设去掉侧锁呢……

考虑到侧锁和大螺丝基本互不干扰，绕开计算和建模分析做个实验，仅仅锁死大螺丝但侧锁螺丝不要锁死，然后扶着头管装墙……
如果，轻易地就能把大螺丝搞松，说明大螺丝的额外紧固效果属于 然并卵。
如果，轻易搞不松，结论与上述相反。

然后再做一组去掉大螺丝的实验，综合体验下，估计能大致体会出大螺丝的效果纠结有多少了

yikki:换个思路，不要假设去掉大螺丝，而是假设去掉侧锁呢……
考虑到侧锁和大螺丝基本互不干扰，绕开计算和建模分析做个实验，仅仅锁死大螺丝但侧锁螺丝不要锁死，然后扶着头管装墙……
如果，轻易地就能把大螺丝搞松，说明大螺丝的额外紧固效果属于 然并卵。
如果，轻易搞不松，结论 .. (2015-06-26 23:05) 

去掉侧锁，把横可以左右旋转的，一个松动的结构有啥紧固性可言。单靠大螺丝连个防松结构都没有。

简单又明了:如果真有400多MPa，那么头管一定是会断裂的
1.5公分的接触长度，正常骑行应该是够的，实际受力远不到100kg那么大
....... (2015-06-26 22:40) 

正常骑行按感觉就是够的，我那JP8改前叉用吊芯的，一点加强作用都没有，一样好好的。

不就是谁说大螺丝是主要受力件承受主要锁紧力引发的讨论嘛

既然说开了，就尽量搞个数字出来吧

daeeeeeeee:正常骑行按感觉就是够的，我那JP8改前叉用吊芯的，一点加强作用都没有，一样好好的。
不就是谁说大螺丝是主要受力件承受主要锁紧力引发的讨论嘛
....... (2015-06-26 23:13) 

数字情况太复杂，运动状态加上刹车状态加上体重加上速度减去其他部件分担受力，我觉得是计算不出来的，但是拿捏个大概应该可以，或者结合实际情况，这点受力对上管强度来说就是小儿科，叉断了把断了人飞了，也没见上管变形，实际受力应该比较小，而且原本主要说的是螺丝受力，结论一是螺丝不受力，二是需要螺丝提供支撑力的情况没有。

一个个都那么屌，都是理科生吗？

楼主好叼啊，为什么不叫final11的老板出来，人家做的受力模型可专业了

内容来自Android手机客户端

yikki:换个思路，不要假设去掉大螺丝，而是假设去掉侧锁呢……
考虑到侧锁和大螺丝基本互不干扰，绕开计算和建模分析做个实验，仅仅锁死大螺丝但侧锁螺丝不要锁死，然后扶着头管装墙……
如果，轻易地就能把大螺丝搞松，说明大螺丝的额外紧固效果属于 然并卵。
如果，轻易搞不松，结论 .. (2015-06-26 23:05) 

如果不用侧面锁死螺丝，我估计那些超轻的铝大螺丝都要跪，哈哈

不要急啊-。-在外出差，最晚周3上有限元~~~

kuye:数字情况太复杂，运动状态加上刹车状态加上体重加上速度减去其他部件分担受力，我觉得是计算不出来的，但是拿捏个大概应该可以，或者结合实际情况，这点受力对上管强度来说就是小儿科，叉断了把断了人飞了，也没见上管变形，实际受力应该比较小，而且原本主要说的是螺丝受力，结 .. (2015-06-27 01:27) 

我上面计算的数字是刹车力最大化，根本没有考虑分担的受力。
计算出来的压强数字远远到不了6061的屈服极限。就是有待大神审查这个计算对不对了。

350481585:楼主好叼啊，为什么不叫final11的老板出来，人家做的受力模型可专业了[图片]
 (2015-06-27 02:16) 

我早喊了，他暂时没有空

easytolove:不要急啊-。-在外出差，最晚周3上有限元~~~ (2015-06-27 09:30) 

等你好长时间了，顺便看看我上面41.5MPA的计算对不对

我们全都是兼职在搞，都要养家糊口吖~~~

只看看~~~~~~~轻点还是好的

daeeeeeeee:
根据这个图我尝试计算接触面压强，你指点看看对不对。
接触面长度是1.5CM，头管长度从29到42不等，力臂的大小比大概是20-28之间。
仍然按100KG最大力计算，F2 = 1000N X 28 = 28000N
.......

这个计算应该不对。要计算破坏极限，力学模型应该是一根长上管， ，在顶端和1.5公分处施加相对向的力（28000N）。看能不能把管子掰折。计算中要考虑管壁厚度。我们都很容易理解，同样外径的圆管，管壁越厚，抗弯折能力越强，实心圆棒最结实。大行最近加厚了铝叉上管，改用M23螺丝，应该也有这方面考虑。
这模型在材料力学中有计算公式的，计算比较复杂，我也不记得。最方便就是通过软件建模进行分析。

咸鱼:这个计算应该不对。要计算破坏极限，力学模型应该是一根长上管， ，在顶端和1.5公分处施加相对向的力（28000N）。看能不能把管子掰折。计算中要考虑管壁厚度。我们都很容易理解，同样外径的圆管，管壁越厚，抗弯折能力越强，实心圆棒最结实。大行最近加厚了铝叉上管，改用M23螺丝 .. (2015-06-27 16:52) 

没错，
这里我只算出了压强。水平有限

不过你说的那几个都和屈服极限有各种关系，基本都比屈服极限大。假定41.5MPA这个数字正确，应该弯不了

在我看来，那里本身是垂直的，首先要在压强的作用下发生形变（没有形变就没有角度，没有角度之前全都是计算抗压强度的范畴）。发生形变后，才开始计算正应力和切应力对弯管的拉伸破坏作用。这几个都是和屈服极限有关。

做超轻大螺丝的车友不是说过2天发布极限元嘛？那就会比较清楚了。咱们等就是

daeeeeeeee:没错，
这里我只算出了压强。水平有限[表情]
不过你说的那几个都和屈服极限有各种关系，基本都比屈服极限大。假定41.5MPA这个数字正确，应该弯不了
....... (2015-06-27 17:08) 

这个模型算的是剪切力，受力是集中在两个点。而不是平摊在一个面。实际应该远远高于41.5MPA。
其实想想也不可能，如果选用的型材强度余量是所需强度的数十倍，强度过于富余，这在生产上肯定是不经济的。厂家不会这么傻还要再增加管壁厚度。