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문제 정의
- 전기자전거는 구동력을 후륜에 줄 수 있고 전륜에 줄 수도 있다. 이러한 구동력은 자전거의 안정성에 영향을 미치며 이를 밝히고자 한다
- 이러한 연구 중 전, 후륜의 견인력이 안정성에 미치는 영향에 관한 연구가 없으며 이를 규명하고자 한다.
가설 설정
- 가속이 없는 등속 조건을 가정하고 이를 만족시키기 위하여 구동력과 구동력을 상쇄하는 저항력을 고려한다. 저항력은 후륜조립체 무게중심에 작용하는 것으로 가정한다.
- 6 와 같다. 구동력은 20N 으로 가정한다. 이는 두 속력 4.
- 자전거는 조인트의 감쇠를 무시하면 전체 에너지가 보존되고 일정 속력을 유지한다. 바퀴에 작용하는 구동력은 같은 크기의 저항력을 무게 중심에 작용하도록 하여 상쇄하여 구동력에 의한 가속이 없도록 하여 등속도 가정을 만족하도록 한다.
- 안정성을 판단하기 위한 운동방정식은 작은 각 변위를 가정하여 이상화하여 간단한 운동방정식으로 유도한다. 이상화를 위한 가정으로 바퀴는 이상적인 구름 운동하는 폭이 없는 디스크로 간주하고, 사람은 차체에 고정된 것으로 간주한다. 자전거는 조인트의 감쇠를 무시하면 전체 에너지가 보존되고 일정 속력을 유지한다.
- 자전거는 Fig. 1 에 표시된 것과 같이 전륜, 조향휠 조립체, 후륜, 후륜 조립체와 이에 고정된 운전자로 이루어지며 이들은 이상적인 회전 조인트로 연결된 것으로 가정한다. 바퀴는 이상적인 구름 조인트로 노면과 연결된다.
- 가속이 없는 등속 조건을 가정하고 이를 만족시키기 위하여 구동력과 구동력을 상쇄하는 저항력을 고려한다. 저항력은 후륜조립체 무게중심에 작용하는 것으로 가정한다. 구동축에 작용하는 구동력과 저항력은 커플 모멘트로 작용하며 구동력 F 와 구동 모멘트 M 관계는 아래와 같다.
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