Numeryczna analiza zachowania się tylnego trójkąta ramy rowerowej z amortyzatorem poddanego obciążeniu statycznemu

• Autorzy: Kuczek Ł. , Mroczkowski M. , Muzykiewicz W. , Dąbrowski J. , Marczak P.

Identyfikatory

DOI

10.15199/67.2018.7.2

Warianty tytułu

EN

Numerical analysis behaviour of rear triangle of bike frame with shock absorber under static load

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Współcześnie wiele analiz nowych urządzeń i ich elementów wykonywana jest za pomocą symulacji komputerowych. Tego typu analiza pozwala na przeprowadzenie szybkich testów, umożliwiających określenie niebezpiecznych obszarów pod względem ich wytrzymałości. W artykule przedstawiono wyniki analizy numerycznej, dotyczące zachowania się ramy rowerowej (tylnego trójkąta) z wbudowanym amortyzatorem pod wpływem przyłożonej siły pionowej do miejsca mocowania tylnego koła roweru. Wyniki pokazały, że w zakresie sprężystym materiału ze zwiększeniem wartości siły rosło liniowo zarówno maksymalne przemieszczenie, odkształcenie, jak i naprężenie. Główna lokalizacja odkształcenia wystąpiła w samym elemencie amortyzującym, natomiast największe naprężenia były zlokalizowane głównie w elemencie mocującym, w rejonie łączenia z elementem elastycznym amortyzatora. Stwierdzono również istotność odpowiedniego doboru krawędzi mocowania, ostre krawędzie doprowadziły do lokalnego zwiększenia wartości odkształceń i naprężeń. Przeprowadzone badania pozwoliły na określenie maksymalnego obciążenia ramy rowerowej, którego wartość dla badanej konstrukcji odpowiadała masie rowerzysty równej ok. 160 kg.

EN

Nowadays many analyzes of new devices and their elements are performed by computer simulations. This type of analysis allows for quick tests to identify dangerous areas in terms of their strength. The paper presents the results of numerical analysis concerning the behavior of the bicycle frame (rear triangle) with the built-in shock absorber under the influence of the applied vertical force in the position of the rear bicycle wheel. The results showed that in the elastic range of the material with increased force value, both the maximum displacement, deformation and stress increased linearly. The main location of the deformation occurred in the shock absorber element itself, while the greatest stresses were located mainly in the fixing element in the area of the connections with the shock absorber elastic element. The relevance of appropriate mounting edge selection was also highlighted, sharp edges led to local increase of deformation and stress values. The study allowed to determine the maximum load of the bicycle frame, the value of which corresponds to the mass of the cyclist of about 160 kg.

Słowa kluczowe

PL

rama rowerowa; poliuretanowy amortyzator; analiza numeryczna; rozkład naprężeń; rozkład odkształceń; obciążenie ramy

EN

bike frame; polyurethane shock absorber; numerical analysis; stress distribution; strain distribution; frame load

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Rudy i Metale Nieżelazne Recykling
• Rocznik: 2018
• Tom: R. 63, nr 7
• Strony: 5--11
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kuczek Ł.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Metali Nieżelaznych, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Mroczkowski M.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Metali Nieżelaznych, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Muzykiewicz W.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Metali Nieżelaznych, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Dąbrowski J.

• LOOP Sp. z o.o., Al. 29 Listopada 130, 31-406 Kraków

autor

Marczak P.

• LOOP Sp. z o.o., Al. 29 Listopada 130, 31-406 Kraków

Bibliografia

• [1] Castillo-Manzano, Jose I., Lourdes Lopez-Valpuesta, Antonio Sanchez- Braza. 2016. "Going a long way? On your bike! Comparing the distances for which public bicycle sharing system and private bicycles are used". Applied Geography 71: 95-105.
• [2] Covill, Derek, Steven Begg, Eddy Elton, Mark Milne, Richard Morris, Tim Katz. 2014. "Parametric finite element analysis of bicycle frame geometries". Procedia Engineering 72: 441-446.
• [3] Covill Derek, Alex Blayden, Daniel Coren, i Steven Begg. 2015. "Parametric finite element analysis of steel bicycle frames: the influence of tube selection on frame stiffness". Procedia Engineering 112: 34-39.
• [4] Fishman, Elliot, Simon Washington, Narelle Haworth. 2012. "Barriers and facilitators to public bicycle scheme use: A qualitative approach". Transportation Research Part F 15: 686-698.
• [5] Georgantzinos S.K., G.I. Giannopoulos, N.K. Anifantis. 2010. "Numerical investigation of elastic mechanical properties of graphene structures". Materials and Design 31: 4646-4654.
• [6] Grainger, Karl, Zoe Dodson, Thomas Korff. 2017. "Predicting bicycle setup for children based on anthropometrics and comfort". Applied Ergonomics 59: 449-459.
• [7] Handy Susan, Bert van Wee, Maarten Kroesen. 2014. "Promoting cycling for transport: research needs and challenges". Ttransport Reviews 34: 4-24.
• [8] Kopp R., C. Wiedner, E. El-Magd, J. Gebhard. 2004. "Comparison between visioplasticity measurements and finite element computations for tensile tests on cold rolled perforated ferritic chromium steel P92". Computational Materials Science 31: 439-447.
• [9] Lukacs Janos, Gyula Nagy, Imre Torok, Janos Egert, Balazs Pere. 2010. "Experimental and numerical Investigation of external reinforced damaged pipelines". Procedia Engineering 2: 1191-1200.
• [10] Nazaria Masoud, Mohammad Khedmati R., Amir Khalaj F. 2014. "A numerical investigation into ultimate strength and buckling behavior of locally corroded steel tubular members". Latin American Journal of Solids and Structures 11: 1063-1076.
• [11] Ortega Sotomayor, Paul Jose Alberto Reis Parise. 2016. "Characterization and simulation of an open piston compressor for application on automotive air-conditioning systems operating with R134a, R1234yf and R290". International Journal of Refrigeration 61: 100-116.
• [12] Roy S., S. Grigory, M. Smith, F. Kanninen, M. Anderson. 1997. "Numerical simulations of full-scale corroded pipe tests with combined loading". Journal of Pressure Vessel Technology 119: 457-66.
• [13] Xiang Zhongxia, Ruifen Xu, Yan Bu, Xiaofan Wu. 2011. "Optimal design of bicycle frame parameters considering biomechanics". Chinese journal of mechanical engineering 24: 141-45.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).