Εναλλακτικό Σύστημα Εμπρός Ανάρτησης Μοτοσικλέτας

Abstract

Η παρούσα μελέτη αφορά την μελέτη και σχεδίαση ενός εναλλακτικού εμπρός συστήματος ανάρτησης μοτοσικλέτας. Συγκεκριμένα αφορά την μελέτη και σχεδίαση ενός τετραρθωτού μηχανισμού (girder type) ως εναλλακτική λύση του κλασσικού τηλεσκοπικού πιρουνιού. Η παρούσα μελέτη ξεκινά με την συγκεντρωτική αναφορά ιστορικών στοιχείων όσον αφορά την τεχνολογία των εναλλακτικών εμπρός αναρτήσεων μοτοσικλετών. Στην συνέχεια αναλύονται σε βάθος τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά της μοτοσικλέτας και το πώς το καθένα από αυτά συμβάλλει στην συμπεριφορά της μοτοσικλέτας. Ακολουθεί ανάλυση των δυνάμεων που ασκούνται στην μοτοσικλέτα κατά την κίνησή της. Μετά την εκτενή παρουσίαση των δύο ανωτέρω θεμάτων (γεωμετρία και δυνάμεις), η κατανόηση των οποίων είναι απαραίτητη για οποιονδήποτε θέλει να ασχοληθεί με σχεδιαστικά θέματα σχετικά με την μοτοσικλέτα, ακολουθεί η περιγραφή του τρόπου σχεδίασης του μηχανισμού και η ανάλυση αυτού. Έχοντας υπολογίσει τις κύριες διαστάσεις των μερών του μηχανισμού παρουσιάζεται η 3D σχεδίαση των πραγματικών εξαρτημάτων που απαρτίζουν το τελικό συναρμολόγημα του μηχανισμού της εμπρός ανάρτησης. Συμπληρωματικά περιλαμβάνεται και η δυναμική ανάλυση του συναρμολογήματος για συγκεκριμένο προφίλ φόρτισης στο πεδίο του χρόνου, καθώς επίσης και ανάλυση με την μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων για την χρονική στιγμή με την δυσμενέστερη φόρτιση για το κάθε τεμάχιο ξεχωριστά.

The present study concerns the design of an alternative front motorcycle suspension system. In particular, it concerns the study and design of a four-bar linkage (girder type) as an alternative solution for the classic telescopic fork. This study starts with the cumulative historical background reference to the alternative front suspension designs so far. Consequently, the motorcycle geometrical features as well as the contribution of each of them to the motorcycle behavior are thoroughly analyzed. A load analysis during the motorcycle motion follows. After the comprehensive presentation of the above subjects (geometry and loads), the understanding of which is indispensable for any researcher, the suspension mechanism analysis and design follows. Having calculated the links’ main dimensions, the three dimensional design of the real parts is presented. In addition, the assembly’s dynamic simulation for a specific load case is presented as well as a stress analysis using the finite element method for the worst case scenario for each part is presented.