SYZ エンジニアリング予備設計ツール · リファレンスベースの推定
モーションレシオ → リンク荷重 計算ツール
ホイールの上下荷重を、局所のモーションレシオを用いてサスペンション取付点(スプリング/ダンパー、プッシュロッド、リンク)が実際に受ける力に変換します。結果は静的安全率、チューブ座屈、ボルトせん断の各計算ツールに使用荷重として入力してください。
サスペンションキネマティクス · 仮想仕事の原理
モーションレシオ → リンク荷重 推定ツール
ホイールの上下荷重を、局所のモーションレシオを用いてサスペンション取付点(スプリング/ダンパー、プッシュロッド、リンク)が実際に受ける力に変換します。結果は静的安全率計算ツール(モジュール 2)に使用荷重として入力してください。
[lbf]
タイヤ接地点における推定動的荷重です。簡易的な推定としては、静的なコーナーウェイト × 動的係数(モジュール 2/5/6 の Kd 値を参照)が一般的な出発点です。
リンクストローク ÷ ホイールストローク
MR =(取付点の変位)/(ホイールの上下変位)。目標の車高で実測するか、キネマティクスモデルから読み取ります。ダブルウィッシュボーンのスプリング MR はおよそ 0.5–0.9 が一般的で、プッシュロッド/ベルクランク方式はさらに大きく変動します。
この取付点の推定力
3,077 lbf
✔
モーションレシオが小さいほど力は増幅されます — ピボットに近いリンクはホイール本体よりも大きな荷重を受けます。
エンジニアリングモデル(ISO/SAE の公式式ではありません)
規格リファレンスモーションレシオによる力の増幅は、剛体リンク機構に対する古典的な仮想仕事(エネルギー保存)の原理に基づきます。Milliken & Milliken 著 Race Car Vehicle Dynamics や Carroll Smith 著 Tune to Win などの車両力学の参考文献に記載されています。ISO/SAE が発行した公式式ではありません。
計算方法
ホイール力 × ホイールストローク = リンク力 × リンクストローク ⟹ リンク力 = ホイール力 / MR
次のステップこれは静的な力の増幅のみを扱います。衝撃/動的なシナリオでは、得られたリンク力を使用荷重 (P) として静的安全率計算ツールに入力し、適切な Kd を併用してください。
前提条件と制限
- モーションレシオは一定として扱いますが、実際のサスペンション ジオメトリの多くではストローク範囲にわたって変化します — これはある車高点での線形化された推定値です。
- 準静的・微小角近似を用い、リンク機構の摩擦損失は考慮しません。
- 動的衝撃係数は含まれていません — 結果をモジュール 2、5、6 に持ち込む際は別途適用してください。
静的リファレンスデータ
リファレンス:ホイール荷重とモーションレシオ別のリンク力
上記と同じ式から事前計算した値です。入力し直さずに素早く参照できます。
| ホイール力 | MR=0.40 | MR=0.55 | MR=0.65(デフォルト) | MR=0.80 | MR=1.00 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1,500 lbf | 3,750 lbf | 2,727 lbf | 2,308 lbf | 1,875 lbf | 1,500 lbf |
| 2,000 lbf(デフォルト) | 5,000 lbf | 3,636 lbf | 3,077 lbf | 2,500 lbf | 2,000 lbf |
| 3,000 lbf | 7,500 lbf | 5,455 lbf | 4,615 lbf | 3,750 lbf | 3,000 lbf |
計算例
ホイール荷重からリンク設計チェーンへ
ショートコーストラックのリアコーナーには、推定 2,000 lbf の動的ホイール荷重がかかります。この車高でのロワー 4 リンクバーのモーションレシオは 0.65 — バー自体はどれだけの荷重に耐える必要があり、それが設計の残りの部分にどう波及するのでしょうか?
- リンク力 = ホイール力 / MR = 2,000 / 0.65 ≈ 3,077 lbf.
- 3,077 lbf を使用荷重 (P) としてチューブ&ブッシング座屈荷重計算ツールを入力して、バーのチューブ外径/肉厚を設計します。
- 同じ 3,077 lbf をボルト二面せん断計算ツールを入力して、両端のクレビスボルトを確認します。
- リンクにソリッドブッシュではなくロッドエンドを使用する場合は、静的安全率計算ツールでも、ロッドエンド自身の定格荷重に対して確認しましょう。
- これはまさに本ツールスイートで意図されたワークフローです。モーションレシオによる荷重推定を1回行い、設計を確定する前に3つの異なる破壊モード(座屈、ボルトせん断、ロッドエンド定格)に対して検証します。
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