Proyecto técnico de diseño y análisis funcional, deformacional, tensional estático y a fatiga del cuadro de una bicicleta de ciclismo en carretera

Abstract

El presente Proyecto surge de la necesidad de diseñar un cuadro de bicicleta, para la modalidad de ciclismo en carretera, que cumpla las exigencias aplicables a esta disciplina, que es la más practicada. Son dos las partes en que se divide este proyecto: 1. Diseño en software CAD. Mediante Inventor se ha construido la totalidad de cuadro en formato 3D, mediante la definición de la geometría en bruto (2D) y la posterior definición de las secciones de tubo. Estas secciones son solevadas a lo largo de la longitud total de los tubos, consiguiendo el 3D final de la pieza. 2. Se hace uso del software Ansys con el que, por medio del método de elementos finitos (MEF), se consigue la simulación de los 5 ensayos correspondientes al apartado número 6, métodos de ensayo del cuadro y la horquilla, de la norma UNE-EN-ISO 4210, requisitos de seguridad para bicicletas. Se trata de 3 ensayos de fatiga: por fuerzas horizontales, fuerzas verticales y fuerzas de pedaleo; y 2 ensayos de impacto, con la inclusión de percutores o masas ancladas a distintas posiciones del cuadro. El presente Proyecto consigue un resultado atractivo con la resistencia estructural requerida y con un peso que se ajusta a la perfección a los de las marcas más punteras. El coste total para construir una sola unidad asciende a 5926,21 EUROS.

This Project comes from the demand of desing a bike frame, specificly for road cycling, that fulfill the requirements applicable to this discipline, which it is the most practiced. The Project is divided in two parts: 1. Design in CAD software. Through Inventor it has been built the whole frame in 3D format, through the definition of the raw geometry (2D) and the later definition of the tubes sections. These sections are licked along the total tube longitude, getting the final model in 3D. 2. It is used the software Ansys with which, through the finite elements method (FEM), it is got the simulation of the 5 tests corresponding to the document 6, frame and fork test methods, of the norm UNE-EN-ISO 4210, security requirements for bicycles. It is about three fatigue test: by horizontal loads, vertical loads and pedaling loads; and two impact test, by the action of a firing pin and adding masses in diferent points of the frame. The present Proyect achieve an atractive result with the structural resistence required and a very good wheight, that fullfil perfectly to those of the best brands of the market. The final cost for building only one part amount to 5926,21 EUROS.