在缺少螺母的情况下在比赛条件下驾驶安全吗?


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您知道有时您会读一些东西,然后想“什么?”。

好吧,您是否愿意在缺少凸耳螺母的比赛中驾驶900 BHP的汽车?显然,NASCAR引入了规则更改,因此车队在更换轮胎后不再需要安装所有凸耳螺母。这可能会看到一些装有5个凸耳螺母的汽车在赛道上。

此外,下赛季的一名车手托尼·斯图尔特(Tony Stewart)刚刚被罚款35,000美元,理由是他认为这可能很危险。

规则改变的明显原因是他们希望减少进站期间盒子里的机械师数量。

对于为什么这是错误的事情,我有自己的看法。在1980年代初,蓝旗亚(Lancia)工程师作为蓝旗亚(Lancia)037 B组汽车的服务人员,设计出了一种扳手,该扳手本质上是多个等长的延伸杆,末端带有磁性套筒。“驱动”扳手将以与所需方向相反的方向运行,并转动中心齿轮以同时驱动每个套筒。这意味着所有吊耳螺母都可以由一个机械师卸下并重新安装。

多头螺母扳手

明显的替代方法是在大型主轴上使用F1型单中心螺母。

NASCAR似乎忽略了这种技术解决方案,只是简单地更改了规则,以允许我个人称其为错误安装的车轮。

现在,我个人使用了一辆汽车,在有人试图偷走我的车轮后,每个车轮上都卸下了一个螺母,从一个车轮上卸下了除锁紧螺母之外的所有螺母,然后显然带走了螺母。这样做只是为了让汽车回家,以更换丢失的螺母。

我还看到了不正确安装的固定螺母会对车轮造成的损坏,因为the蛇使用不正确安装的前轮做了整整一圈的Silverstone。当它返回维修站时,车轮上充满了切屑并且严重受损。

所以,我的问题是这个;您认为使用缺少车轮螺母/凸耳螺母的汽车是否安全?

(专业从事NASCAR的任何人可能都不应该回答这个问题,因为担心他们也会受到罚款)。

编辑

如建议的那样,澄清我的意思是“安全吗?”

我想知道是否有任何工程计算可应用于不同的螺母配置?缩小的螺母配置中运行的故障可能会增加吗?对此有任何案例研究吗?

我不只是想要“哦,我认为会很好”的意见。或“哦,我认为这不是一个好主意。”


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那是我见过的最酷的工具之一。也就是说,这是一个书面的意见问题。如果您将其更改为“仅带三个螺母的四螺母轮可能发生的故障模式是什么?” 或类似的东西,它会接近可回答性。
鲍勃·克罗斯

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如果三个螺母都尽可能地构成一个三角形(即它们位于轴/轮毂中心轴的不同侧),则它们是安全的,如果它们都位于中心轴的同一侧,则可能会出现问题。除非您购买了GT,否则90年代的雪铁龙AX车轮只有3个螺母,那么每个车轮只有4个螺母。
毛罗

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@Mauro我不知道为什么性能模型有四个。另外,我不知道新规则中是否有任何内容要说如果它们在五个孔中的任何一个中接受三个螺母,则必须将其装配为“三角形”。
史蒂夫·马修斯

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如果只需要安装3个凸耳螺母,为什么不只用3个螺柱/螺母建造汽车?(开玩笑!)“我穿着3件天赋!如果您要我穿着5件,则使最低5件!”
rpmerf '16

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我想知道他们如何选择凸耳螺母的数量。80年代的道奇汽车上也有类似的事情。他们使用4个接线片,然后移动到5个接线片。一些卡车获得5,其他卡车获得6,3 / 4吨通常获得8。想知道凸耳螺母上的扭矩有多大会影响螺母的数量。车轮直径,车辆重量等,就我个人而言,我认为5耳汽车上的3耳为“
翻领

Answers:


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很简单,不,这并不安全。如果汽车制造商的规格中标有5个螺柱,那是因为他们已经对所涉及的力量进行了功课。想想最坏的情况:在粗糙的表面上急转弯时要用力刹车。汽车的质量与轮辋成锐角,其重力以与减速度x质量成正比的g力作用在轮耳上。如果车轮位于两个缺失的螺栓垂直对齐的位置,则所有这些力都由车轮轮轴那侧左侧的单个凸耳承受-这是剥线,晃动车轮以及在比赛中使用的方法:受伤或更糟。

这个“决定”是致命的。

用数学术语来说,车轮现在具有3/5的强度,而每个螺栓承受5/3的载荷。根本不安全。


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您的负载情况没有考虑到车轮在数千转/分下旋转时的动态特性,悬架的运动,其他组件的挠曲等。这实际上是一个过分的简化。在不了解更多设计或实际负载情况的情况下,您也无法明确地说,在这种特定设计中,3个或什至2个螺柱是不安全的。NASCAR与量产车的比较也是无效的,因为您不知道设计差异。举个简单的例子:NASCAR可能使用350ksi马氏体时效钢钉,而量产车则使用150ksi HSLA螺柱。
CBRF23 '16

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工程师通常将零件设计为承受比实际预期更大的负载。这就是所谓的“安全因素”,可确保在遇到承受应力的产品超出设计计算范围的疲劳情况时,这些零件不会失效。鉴于NASCAR是一种非常特殊的赛车类型,具有(大概)充分了解的载荷工况和大量遥测数据,因此可以合理地假设它们的FOS比您要低(业余爱好者无需花费数百万美元用于研发,也无需数百名工程师以及典型的制造商(他们必须考虑到全世界各种环境中各种目的,各种目的的人的使用条件)以及典型的制造商)。

例如,假设一个双头螺栓的抗剪强度等级为160ksi。如果我们有五个螺柱,并且我们假设负载分布非常均匀(为简单起见,我们将仅考虑螺柱,仅考虑车轮的扭矩,我们将再次简单地假设仅施加剪切载荷),而不是五个螺柱的模式失败前总负载高达800ksi。

现在,如果我们知道设计者将FOS的目标定为4,则意味着设计能够处理正常预期负载的4倍,因此,如果将800ksi除以4,则可以确定预期总正常负荷为200ksi。

从理论上讲,在正常的预期条件下,我们应该只能用2个螺柱(200/2为100,小于160)“安全地”处理该载荷。

最后,在丢掉一半吊耳螺母之前要考虑一些事项:P

首先,我们(您和我)不知道原始负载是什么或设计的FOS编号是什么-规格表中没有此内容,您也不知道它是1.5、2、4还是6-因此,如果不自己做所有计算来确定法向载荷,也不了解设计的全部知识,我们就不能客观地说出1个或5个螺柱是否“安全”。

第二,赛车的FOS通常比生产的赛车低很多。这就是您所说的“突破极限”,也是赛车上的东西比生产车上的东西更频繁,更不相同地断裂的部分原因。因此,在普通量产车的FOS为5的情况下,赛车可能以1.5的速度运行-从而使他们能够去除更多的材料并减轻重量(在这种情况下为时间),并且需要权衡取舍,从而减少错误余地,提高风险打破东西。

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