Σχεδιασμός και μελέτη αγωνιστικού σκελετού ποδηλάτου ορεινής ποδηλασίας χωρίς πίσω ανάρτηση κατασκευασμένου από ανθρακονήματα

Νικολακέα, Χρυσαυγή; Nikolakea, Chrysavgi

dc.contributor.author	Νικολακέα, Χρυσαυγή	el
dc.contributor.author	Nikolakea, Chrysavgi	en
dc.date.accessioned	2017-07-10T11:20:25Z
dc.date.available	2017-07-10T11:20:25Z
dc.date.issued	2017-07-10
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/45154
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.14074
dc.rights	Default License
dc.subject	Ανθρακονήματα	el
dc.subject	Ποδήλατα	el
dc.subject	Καλούπια	el
dc.subject	Σύνθετα υλικά	el
dc.subject	Σκελετός	el
dc.subject	Carbon fibres	en
dc.subject	Bicycles	el
dc.subject	Cast molds	el
dc.subject	Frames	el
dc.subject	Composite materials	el
dc.title	Σχεδιασμός και μελέτη αγωνιστικού σκελετού ποδηλάτου ορεινής ποδηλασίας χωρίς πίσω ανάρτηση κατασκευασμένου από ανθρακονήματα	el
heal.type	bachelorThesis
heal.secondaryTitle	Design and analysis of a racing cfrp hardtail mountain bike frame	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	2017-03-21
heal.abstract	Σκοπός της παρούσας διπλωματικής είναι ο σχεδιασμός και η μελέτη ενός ανθρακονημάτινου σκελετού ποδηλάτου τύπου mountain bike χωρίς πίσω ανάρτηση (hardtail) για αγωνιστική χρήση σε δύο μεγέθη (L και Μ). Τα ανθρακονημάτινα προϊόντα επικρατούν πλέον στην ποδηλατική αγορά λόγω της μεγάλης αντοχής έναντι χαμηλού βάρους που προσφέρουν. Αρχικός στόχος ήταν η εύρεση κατάλληλου σχήματος και διατομής για κάθε τμήμα του σκελετού. Ο σχεδιασμός έγινε με χρήση του προγράμματος SIEMENS NX 10 και 11. Χρησιμοποιήθηκε η εφαρμογή realize shape η οποία προσφέρει υψηλής ποιότητας επιφάνειες σε πολύπλοκα σχέδια. Ο γεωμετρικός σχεδιασμός βασίστηκε σε ήδη υπάρχοντα μοντέλα τα οποία κυριαρχούσαν στην αγορά κατά την περίοδο που ξεκίνησε η εκπόνηση της διπλωματικής εργασίας. Εν συνεχεία, ο σκελετός μοντελοποιήθηκε ως αλουμινένιος και μέσω προσομοιώσεων βασισμένων στα αντίστοιχα τεστ που τίθενται από το ISO διαπιστώθηκαν οι περιοχές μέγιστων τάσεων καθώς και η κατανομή τους πάνω στο σκελετό. Αλλάζοντας κάθε φορά το σχήμα σε διάφορα σημεία του σκελετού, προέκυψε ένα μοντέλο που έδινε ικανοποιητικά αποτελέσματα και καλή κατανομή τάσεων. Έπειτα, το μοντέλο του σκελετού μοντελοποιήθηκε ως ανθρακονημάτινο καθορίζοντας τη θέση και το μέγεθος κάθε στρώσης πάνω στο σχέδιο. Τα μοντέλα των σκελετών έγιναν στο SIEMENS NX με τη χρήση της μεθόδου zone based layup, η οποία παρότι δεν προσφέρει τη μέγιστη ακρίβεια σε αποτελέσματα προσφέρεται για ιδιαίτερα πολύπλοκα σχέδια, όπως αυτό του σκελετού. Στη συνέχεια τα διάφορα μοντέλα εισάχθηκαν στις προσομοιώσεις που προέκυψαν με βάση τα τεστ που προβλέπει το ISO και αξιολογήθηκε η καταλληλότητα κάθε πιθανής διαστρωμάτωσης. Ειδικά για το τεστ πτώσης (drop test) έγινε συμπληρωματικά η χρήση του λογισμικού πακέτου LS-dyna, διότι κατά το στήσιμο του τεστ στο πρόγραμμα SIEMENS NX προέκυπταν σφάλματα. Χρησιμοποιώντας τα αποτελέσματα από το LS-dyna μοντελοποιήθηκε εκ νέου η προσομοίωση στο SIEMENS NX, η οποία και χρησιμοποιήθηκε τελικά. Στην τελικά φάση σχεδιάστηκαν τα καλούπια για τα δύο διαφορετικά μεγέθη. Τα καλούπια αυτά ελέχθηκαν ως προς την πίεση που θα υφίστανται εσωτερικά. Στη συνέχεια επιλέχθηκε κατάλληλος αριθμός κοχλιών και κεντραριστικών πείρων έτσι ώστε να εφαρμόζουν σωστά τα διάφορα κομμάτια του καλουπιού και να προσφέρουν μέγιστη στεγανοποίηση.	el
heal.abstract	The objective of this thesis is the design study of a rac ing hardtail mountain bike frame made from carbon fiber materials in two sizes (L and M). Carbon fiber products are the leaders in the bicycle market, due to the significantly higher performance they offer considering their low weight. The initial aim was to create a suitable shape and geometry for every different piece of the bicycle frame. To design the frame, the program used was SIEMENS NX 10 and 11. The add-on realize shape was used for the supreme quality surfaces it produces. The geometric design was based on frames which were considered as top quality in the market during the time this thesis started. The next step was to consider the material of the frame model as aluminum and, through simulations based on the corresponding ISO tests, to determine the areas where the maximum stresses were generated, as well as their distribution along the frame. Changing each time the shape on different areas of the frame, we were able to find a shape which provided satisfactory results and good stress distribution. The third step was to consider the material of the frame to be carbon fiber and to specify the placement and the size of every layer on the frame model. The frames were designed on SIEMENS NX using the zone based layup method, which is preffered on such projects, even though it is not as accurate. Afterwards, the different models were tested according to ISO standards and each layup was assessed. Especially for the drop test we also used LS-dyna, because during the setup of the simulation in SIEMENS NX there were many errors. Using the results from the LS-dyna we made a new simulation in SIEMENS NX, which was used in the end. The last step was to design the molds me the two different sizes. The molds were checked in terms of stresses deriving from high internal pressure. Furthermore, a suitable amount of screws and guiding pillars were chosen for aligning an sealing the different parts of the mold.	en
heal.advisorName	Μανωλάκος, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Μαρκόπουλος, Άγγελος	el
heal.committeeMemberName	Βοσνιάκος, Γεώργιος Χριστόφορος	el
heal.committeeMemberName	Μανωλάκος, Δημήτριος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Τεχνολογίας των Κατεργασιών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	166 σ.
heal.fullTextAvailability	true