Σχέδιο-μελέτη κατασκευής πλαστικού ποδηλάτου

Abstract

Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι ο σχεδιασμός και η μελετη αντοχής ενός τυπικού πλαισίου ποδηλάτου χρησιμοποιώντας ως υλικά το πολυαιθυλένιο υψηλής πυκνότητας, το πολυπροπυλένιο και παράγωγά τους με ίνες γυαλιού, ξύλου κ.α. Στο πρώτο κεφάλαιο, γίνεται αναφορά στα ποδήλατα γενικά, μια σύντομη ιστορική αναδρομή, τα μέρη από τα οποία αποτελείται ένα ποδήλατο και τα συνήθη υλικά κατασκευής. Στο δεύτερο κεφάλαιο αναφερόμαστε στα πολυμερή βάση των οποίων επιχειρούμε να σχεδιάσουμε το πλαίσιο, γίνεται ταξινόμησή τους ανάλογα με το είδος του πολυμερισμού, τη χημική τους σύσταση, την προέλευση τους, κ.α., και τέλος αναφέρονται βασικά χαρακτηριστικά τους και ιδιότητες. Στο τρίτο κεφάλαιο περιγράφεται η μέθοδος των πεπερασμένων στοιχείων την οποία χρησιμοποιούμε στη στατική ανάλυση αντοχής του πλαισίου. Αναφέρονται οι τύποι πεπερασμένων στοιχείων, οι μέθοδοι αυτόματης γένεσης πλέγματος και τα είδη ανάλυσης που μπορούν να εφαρμοστούν. Τέλος, γίνεται αναφορά στο λογισμικό ANSYS Workbench το οποίο χρησιμοποιούμε στην ανάλυση μας. Στο τέταρτο κεφάλαιο, σχεδιάζεται ένα τυπικό πλαίσιο ποδηλάτου σε διάφορα πάχη, με το πρόγραμμα SolidWorks, ορίζονται τα υλικά εφαρμογής που είναι κατά βάση πολυμερή, καθώς και τα τεστ αντοχής που θα πραγματοποιήσουμε για τον έλεγχο της αντοχής και πραγματοποιείται στατική ανάλυση αντοχής του πλαισίου με το πρόγραμμα ANSYS Workbench. Στο πέμπτο και τελευταίο κεφάλαιο, συγκεντρώνουμε τα αποτελέσματα όλων των προσομοιώσεων, τα αναλύουμε και εξάγουμε χρήσιμα συμπεράσματα. Τέλος, στο παράρτημα, περατίθενται τα κατασκευαστικά σχέδια των πλαισίων που σχεδιάσαμε, οι αναλυτικές ιδιότητες των υλικών που χρησιμοποιήσαμε και η βιβλιογραφία πάνω στην οποία βασιστήκαμε.

The main intention of this particular project is the design and the study of endurance of one typical bicycle chassis using materials such as polyethylene of high density, polypropylene and some of their derivatives with glass fiber, wood etc. The first chapter concludes a general reference to the bicycles, a short historical review, the parts that a bicycle is made off and the common materials that are used. The second chapter is a reference to polymers, which we use to design the chassis. The polymers are devised according to the kind of polymerization, their chemical constitution, their origin etc .Finally there is a reference to their basic characteristics and attributes. In the third chapter we describe the finite elements method which is used for the static analysis of endurance of the chassis. We refer to the type of finite elements, the way of automatic grid genesis, and the types of analysis that we can use. Finally we refer to the software ANSYS Workbench which we use. In the fourth chapter we design a typical bicycle chassis with several thicknesses , using the software Solidworks , defining the materials which are basically polymers , and we define the endurance tests that the chassis will go through .Also we make a static analysis of endurance of the chassis using the software ANSYS Workbench. In the fifth and final chapter we gather all the results from the simulations; we analyze them and reach useful conclusions. At the end we attached the working drawings, the attributes of materials we used and the bibliography we used.