Bilgisayar destekli bisiklet tasarımı ve analizi

Abstract

Bu çalışma temel bisiklet tasarımına ait parametrelerin belirlenmesi, bu parametreler ışığında yeni bir yapının oluşturulması, belirlenen yükleme koşulları altında gerekli analizlerinin gerçekleştirilmesi hakkında bilgi verilmektedir. Yapının temel geometrisini belirlemek için pek çok yol bulunmakla birlikte önemli olan en verimli yolu takip etmektir. Bisiklet, herşeyden önce sürücü ile tam bir uyum içerisinde olması gerektiğinden geometrinin oluşum aşamalarında anatomik ölçüler önemli bir kaynak teşkil etmektedir. Geometri temel hatları ile belirlendikten sonra en uygun ölçülere getirebilmek amacı ile bisiklet ve sürücüyü bir araya getiren mekanizmalar bilgisayar ortamında kurulmuş, bu sayede mümkün olan en iyi değerlere ulaşılmaya çalışılmıştır. Ancak bu aşamalardan sonra malzeme seçimine geçilmesi uygundur. Çalışma dahilinde karbon fiber takviyeli karma malzeme tercih edilmiş, gerekli sonlu eleman modelleri I-DEAS isimli CAD/CAM/CAE yazılımında oluşturularak gerçekleştirilmiştir. Modellere ait sınır şartları ve yükleme değerleri gibi önemli noktalar daha önceden konu ile ilgili yapılmış çalışmalardan hareket ederek belirlenmiştir. Sadece kompozit bir yapımn analizinin yeterli olmadığı düşünüldüğünden klasik,metal bir bisiklet çerçevesi için de analizler yapılarak kıyaslama imkanı sağlanmıştır. Elde edilen sonuçlar kompozit yapımn metal bir yapıyla kıyaslandığında aynı dayanım değerlerine yaklaşabileceğini, yanısıra ağırlıktan da büyük oranda kazanç sağladığım göstermektedir. Elbette ki bu sonuçlara ulaşılması için kompozit malzemenin imalat şekli çok dikkatli belirlenmelidir.

This study is about determination of basic parameters of frame geometry and analysis under main loading conditions. As there are many different ways to define frame size, it is important to use the most effective one. Since frame should fit riders geometry the related anatomic measures of body should be used as inputs to determine the measures of frame. Following basic determination of frame geometry computer aided mechanisms including both rider and bicycle had been formed to find the optimum. Only after this step the right material can be chosen. In this study composite material formed by strong, light carbon fibers was accepted to be suitable. Analysis was generated after a computer aided mesh generation.using I-DEAS CAD/CAM/CAE software. A common, steel tube frame was also analyzed in order to compare the results with composite frame. Results show that a composite body can be as strong as metal one. Besides it has the advantage of decreased weight. Of course it should never be forgotton that the only way to get those results manufacturing method of composite material should be determined carefully.