Shimmy effekt ( engelsk wobble [1] , speed wobble [2] , tank-slapper [3] , death wobble [4] ) er forekomsten af hurtige vibrationer (frekvens 4…10 Hz) som regel på rattene af et køretøj. På tidspunktet for shimmy er køretøjet som helhed ikke påvirket af vibrationer, men da deres amplitude øges, opstår der tab af kontrol på grund af stigende krøjning . Truslen om shimmy-udvikling eksisterer teoretisk i alle køretøjer med et enkelt anvendelsespunkt for kontrolhandlingen med en tilstrækkelig grad af frihed for rattet, for eksempel motorcykler , cykler og skateboards , og derudover trehjulede lette fly i stand at nå hastigheder over 80 km/t på jorden. På de fleste køretøjer viser shimmy-effekten sig ikke nævneværdigt. Den ustabilitet, der går forud for udviklingen af effekten, opstår som regel ved høje hastigheder og føles tilnærmelsesvis det samme som de karakteristiske vibrationer af hjulene på indkøbsvogne eller opførselen af flyets landingsstel under landing [5] [6] .
I den stabile tilstand af oscillationer spilles den største rolle for mekanismen af: lav dæmpningskoefficient i systemet af anden (eller højere) orden samt positiv feedback . Et eksempel på et andenordens system med lav dæmpningsfaktor er det enkleste fjederbelastningssystem, hvor en last bevæger sig op og ned (oscillerer), mens den er ophængt i en fjeder.
I det øjeblik, man modtager en impuls , der skubber hjulet i den modsatte retning af kursafvigelsen, slukkes en del af energien af støddæmperen , som automatisk øger det næste tidsinterval for hjulet at forlade kørebanen - når rammen og støddæmperen absorber regne ud det omvendte slag og rattet kastes i den modsatte retning. Som et resultat opstår en positiv feedback , hvilket fører til en stigning i svingninger med en frekvens på 4 ... 10 Hz af det styrede hjul i forhold til kursen. Årsagen til forekomsten af en sådan reaktion kan være forkert beregnede egenskaber ved støddæmpere, affjedringsfjedre, vejuregelmæssigheder, især af periodisk karakter (vaskebræt-type belægning), arten af acceleration osv.
Fra TAU 's synspunkt er shimmy kontrolsystemets ustabilitet, som ud over rattets design inkluderer gaffel, støddæmper osv., og førerens handlinger.
Hvis forekomsten af shimmy under drift ikke kan udelukkes under udviklingen af systemdesignet, er det muligt at bruge en speciel styredæmper . Denne enhed er en implementering af et båndstopfilter designet til at dæmpe shimmy-effekten ved kendte frekvenser [7] .
Shimmy-fænomenet er normalt forbundet med hjuldæksdeformation . Det er dog også observeret på ikke-deformerbare (stål) hjul. Som vist af V. F. Zhuravlev og D. M. Klimov [8] er shimmy fuldt ud forklaret, hvis der ud over de kræfter, der normalt betragtes i litteraturen, indføres tørfriktionskræfter med flere komponenter .
Shimmy-effekten (det vil sige vibrationer) opstår, når hjulet af en eller anden grund modtager sideacceleration under forhold med ellers ubetydelig teknisk ufuldkommenhed. Sådanne ufuldkommenheder inkluderer ikke-ideelle egenskaber ved hjulet: afvigelse fra fladhed , afvigelse fra rundhed , fejl i balancering [9] . Hjulet overfører under rotation den cykliske belastning til køretøjsrammen. Når frekvensen af disse svingninger falder sammen med frekvensen af systemets naturlige svingninger (det vil sige køretøjet med al lasten), opstår der resonans , hvilket kan føre til udvikling af shimmy [9] . Med yderligere rotation af hjulet begynder rammens reaktionskraft at virke på det, på grund af hvilket hjulet får acceleration i den modsatte retning. Hele processen gentages ved efterfølgende omdrejninger af hjulet med efterfølgende udsættelse for tekniske ufuldkommenheder. Hvis dæmpningen i styresystemet samtidig er utilstrækkelig, vil oscillationsamplituden stige, indtil systemet ødelægges. Oscillationsfrekvensen kan ændres ved at ændre hastigheden af translationel bevægelse, øge eller mindske køretøjets stivhed, samt øge stivheden af styresystemet, hvis hovedkomponent er føreren [5] . På trods af det faktum, at intensiteten af shimmy-effekten let kan reduceres ved at reducere bevægelseshastigheden, ændre håndens position på rattet og styrken af dets greb, kan shimmy-effekten være katastrofal, hvis den ikke kontrolleres, [10 ] .
Alt andet lige er shimmy-effekten mere karakteristisk for vejkøretøjer end deres bjergvarianter. Dette skyldes det faktum, at der på bjergkøretøjer som regel er installeret en affjedring , som dæmper rammen i langt højere grad. Derudover fungerer den udviklede slidbane på dækkene som en ekstra vibrationsdæmper fra vejbanen [9] .
Da svingningsfrekvensen afhænger af bevægelseshastigheden, er effekten af gyroskopet ikke afgørende for udviklingen af fænomenet [5] . For motorcykler er der fundet fem hovedfaktorer, der påvirker forekomsten af shimmy-effekten: stivheden af forhjulsdækkets sideflader, ratstøddæmperens stivhed, højden af massemidtpunktet, afstanden fra massecentret til baghjulet, og forhjulsdækkets vinkelmodstand [6] [11] .
Ifølge den eksperimentelle forskningsrapport og computersimulering af shimmy-effekten blev indflydelsen på vibrationstilstanden af forhjulsdækkets egenskaber, inertien af cyklens forramme og stivheden af chassiset vist. Mere præcist har det vist sig, at ved at øge forhjulets dæktryk, øge chassisets stivhed og inertien af forrammen i forhold til styreaksen og reducere forhjulsdækkets sideskridsikkerhed, dæmpningseffekten af Oscillationstilstanden er forbedret, hvilket øger køretøjets stabilitet [12] .
Teorien om udseendet af shimmy på biler blev udviklet i USSR af akademiker E. A. Chudakov i midten af 30'erne af det XX århundrede. Kampen mod shimmy på biler kommer ned til at lægge i designet af de forreste affjedringsparametre , der sikrer selvstabilisering af hjulene - statisk ( camber , caster) og dynamisk ( tå og omhyggelig balancering af selve hjulene, obligatorisk affjedringsdæmpning ) . Den første produktionsbil med en affjedring designet til at modstå fremkomsten af shimmy var den indenlandske GAZ-M1 .
Muligheder for at forlade shimmyen på en motorcykel: i begyndelsen - åbning af gassen (acceleration), afspænding af armene, overførsel af kropsvægt tættere på bagakslen. Yderligere, på "opbygningen": på lige linjer - stærk jævn bremsning af baghjulet; i hjørner - der er ingen alment accepteret taktik.
Effektiv montering af styredæmperen for at kompensere for vibrationer. Det er ekstremt vigtigt at balancere forhjulet, dækkets kvalitet, gaffelens brugbarhed og støddæmperens korrekte stivhed.
Mstislav Vsevolodovich Keldysh studerede shimmy-effekten i slutningen af 1930'erne og 1940'erne. I 1945, hans arbejde "Shimmy af forhjulet af et tre-hjulet chassis / M. Keldysh. — M. »