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

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 پره مرجع با انحنای 5 میلی‌متر، 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 آ نها 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 آ نها 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.

Stress and Vibrational Analysis of Non-Pneumatic Tire and Study the Effect of the Spoke Curvature and Velocity on the Wheel Vibration Using Finite Element Method

Tweel is a new type of nonpneumatic tire. The purpose of this research is to simulate the wheel from the beginning of the movement to reach the speed of 60 km/h and study the effect of spoke curvature and vehicle speed on the vibration amplitudes. Spokes curvature has an effect on the vibrational behavior of the spoke and the wheel. For this reason, in addition to the reference wheel with spokes curvature of 5 mm, two other models with spokes curvature of 4 mm and 6 mm are also modeled. This study has shown that with the change in the curvature of spokes, the amplitude of spokes vibration and its frequencies have changed dramatically. Two important disadvantages of this type of wheels are vibrations and making loud noises at speeds more than 80 km/h. For this purpose, the speed of the wheel in the simulation is increased to 100 km/h. It is observed that at speeds of higher than 70 km/h, the spokes of the wheel are highly vibrated. At this moment, spokes vibrational frequencies are as same as their natural frequencies and the resonance occurs. As a result, the designed wheel is useful at speeds lower than 70 km/h.