Σχεδιασμός και μελέτη πιρουνιού αγωνιστικού ποδηλάτου κατασκευασμένο από cfrp

Γλυμής, Ευθύμιος; Glymis, Efthymios

dc.contributor.author	Γλυμής, Ευθύμιος	el
dc.contributor.author	Glymis, Efthymios	en
dc.date.accessioned	2016-10-12T07:17:43Z
dc.date.available	2016-10-12T07:17:43Z
dc.date.issued	2016-10-12
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/43782
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.13424
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Σύνθετα υλικά	el
dc.subject	Πιρούνι ποδηλάτου	el
dc.subject	Πεπερασμένα στοιχεία	el
dc.subject	Σχεδιασμός	el
dc.subject	Μελέτη	el
dc.subject	Composites	en
dc.subject	Laminates	en
dc.subject	Siemens nx	en
dc.subject	Finite elements	en
dc.subject	Design	en
dc.title	Σχεδιασμός και μελέτη πιρουνιού αγωνιστικού ποδηλάτου κατασκευασμένο από cfrp	el
heal.type	bachelorThesis
heal.secondaryTitle	Design and analysis of a carbon fiber reinforced fork for use in racing bikes	en
heal.classification	Σύνθετα υλικά	el
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/af724f05f61ef305eee5da55bd5d31ef6237e2a3
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2016-07-15
heal.abstract	Σκοπός αυτής της διπλωματικής εργασίας είναι ο σχεδιασμός και η μελέτη ανθρακονημάτινου μπροστινού πιρουνιού για χρήση σε αγωνιστικό ποδήλατο δρόμου. Τα ανθρακονημάτινα προϊόντα το οποία πλέον κυριαρχούν στην αγορά του ποδηλάτου προσφέρουν μεγάλη αντοχή έναντι πολύ μικρού βάρους. Αρχικός στόχος ήταν η εύρεση κατάλληλης αεροτομής για χρήση της γεωμετρίας της από τους βραχίονες (blades) του πιρουνιού στο σχέδιο. Η ανάλυση του cfd έγινε στο πρόγραμμα solidworks της εταιρίας Dassault systemes SolidWorks Corp. Οι αεροτομές ελέγχθηκαν στην αντοχή και την αεροδυναμική τους Ο σχεδιασμός (3Dcad) θα γίνει με χρήση του προγράμματος SIEMENS NX 10. Έγινε χρήση της εφαρμογής realise shape λόγω της πολυπλοκότητας του σχεδίου και προκυμμένου να σχεδιαστούν επιφάνειας υψηλής ποιότητας. Ο γεωμετρικός σχεδιασμός έχει γίνει με βάση μοντέλα που ήδη υπάρχουν στην αγορά και τα αποτελέσματα που προέκυψαν από την έρευνα στις αεροτομές. Στην συνέχεια το πιρούνι μοντελοποιείται ως αλουμινένιο προκυμμένου να διαπιστώσουμε που αναπτύσσονται οι μεγαλύτερες τάσεις και που θα πρέπει να ενισχύσουμε με επιπλέον υλικό προ εμποτισμένων ανθρακονημάτων (prepreg). Επιπλέον καταλήγουμε στις διατάξεις των προσομοιώσεων αλλά και στον ορισμό των παραμέτρων. Στόχος των προσομοιώσεων ήταν να βρούμε πόσο πάχος αλουμίνιο χρειάζεται προκυμμένου το σχέδιο να περνάει τα τεστ που ορίζονται από τις προδιαγραφές iso. Έπειτα το πιρούνι θα μοντελοποιηθεί ως αναθρακονημάτινο καθορίζοντας που τοποθετείτε η κάθε στρώση πάνω στο σχέδιο. Τα μοντέλα των πιρουνιών θα γίνουν στο Siemens Nx χρησιμοποιώντας και τις δυο εναλλακτικές εισαγωγής των στρώσεων global based και zone based layups μιας και η πρώτη προφέρει μεγαλύτερη ακρίβεια στα αποτελέσματα. Έπειτα θα υποστούν τις καταπονήσεις που προβλέπονται από τα πρότυπα ISO και θα πρέπει να βελτιωθούν ώστε να μην αστοχούν. Ειδικά για το τεστ της κρούσης που πρέπει να γίνει, θα χρησιμοποιηθεί το λογισμικό πακέτο LS-dyna διότι θεωρήθηκε ανώτερο για την συγκεκριμένη εφαρμογή. Το τεστ της κρούσης είναι το δυσμενέστερο όλων οπότε και η τελική διαστρωμάτωση πρώτα δοκιμάστηκε στο συγκεκριμένο τεστ. Στην επόμενη φάση θα πρέπει να σχεδιαστεί το καλούπι και να ελέγχει ως προς τις θερμοκρασιακές καταπονήσεις αλλά και αυτές από την αυξημένη πίεση στο εσωτερικό. Αρα λοιπόν έπρεπε να επιλεχθεί κατάλληλο υλικό για το καλούπι αλλά και κατάλληλο προ εμποτισμένο ύφασμα. Στην συνέχεια βρέθηκε ο κατάλληλος αριθμός κοχλιών αλλά και περιφερικών για χρήση στην ευθυγράμμιση του καλουπιού αλλά και την στεγάνωση του πνευματικού συστήματος.	el
heal.abstract	The scope of this thesis is the design study of a carbon fiber front fork used in racing bicycles. Carbon fiber products, which overrule in the corresponding bicycle market, can provide significantly higher performance considering their low weight. Initial aim is the research of an airfoil with suitable geometry, to use on the fork’s blade design. The cfd analysis is completed using “SolidWorks” software (Dassault Systems SolidWorks Corp). Different load scenarios and aerodynamics testing is completed on the airfoils so we consider which one is the best. Next step is to model the fork considering the material to be aluminum, in order to test the location of the generated maximum stresses. Keeping in mind that these locations, the model is going to be strengthened with the use of additional prepreg carbon fiber material. Furthermore, we conclude to the simulations boundary conditions and the clarification of the essential parameters. Aim of the simulations is to clarify the thickness of aluminum needed in order for the design to pass the ISO standards. Third step is to model the fork considering the material to be carbon fiber and specifying each layer’s position and direction on the design. The design is completed using “Siemens Nx” software, using both alternatives of “global based lay-ups” and “zone based lay-ups” , due to the fact that the first alternative provides better accuracy in the results. Afterwards, models are being tested according to ISO standards and strengthened so as to avoid failure. For the completion of the impact test, we use “LS-dyna”, which is verified as the most highly qualified for this specific task. Impact tests are the most unfavorable ones. For that reason, the final layering was firstly tested on this specific test. On a next phase, the mold is designed and checked in terms of temperature stresses and stresses deriving from high internal pressure. Therefore, it is likely necessary to choose suitable material for the mold and suitably prepreg fabric. Thereafter the suitable number of screws was calculated, and peripherals chosen which are essential for aligning the mold and the sealing of the pneumatic system.	en
heal.advisorName	Μανωλάκος, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Βοσνιάκος, Γεώργιος Χριστόφορος	el
heal.committeeMemberName	Παντελής, Δημήτριος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Τεχνολογίας των Κατεργασιών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	157 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true