Rueda de bicicleta en Material Compuesto.

Felipe Palou Larrañaga.FpEngineering

English.

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Puntos importantes

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Modelo FEM3

Descripción del proyecto:

La elección de este proyecto fin de carrera surgió del interés personal por conocer el método de los elementos finitos resolviendo algún problema y por mi afición al ciclismo. Elegí una rueda de bicicleta en material compuesto como tema del proyecto redactando, además, un anexo al proyecto, bastante extenso, sobre materiales compuestos . La rueda, objeto del proyecto, es de perfil aerodinámico (de 700mm y para tubular) y usa como elementos de unión entre núcleo y aro láminas en fibra de carbono (6 láminas; 3 pares).Esta disposición hace que sea una rueda cuyas " láminas " trabajan sólo a tracción como la ruedas tradicionales de radios( a compresión pandean ); todas las ruedas en fibra del mercado hacen trabajar a sus " radios " a compresión . Además del ahorro en peso se consigue hacer la rueda más utilizable ya que no es tan incomoda como las que hasta ahora existían.

La rueda usa fibra de carbono T300(apilados de láminas unidireccionales y no tejidos) y resina Epoxy 5208 para las láminas y el aro. El aro forma un panel Sandwich cuyo core es de Nomex ( panel de abeja ). El buje es específico y ha requerido un diseño propio que resulta más sencillo y ligero que los bujes comerciales. La unión entre el buje metálico y el núcleo de material compuesto es por adhesivo. Salvo algún cálculo aislado que se puede hacer a mano , por ejemplo, el eje, el resto requiere el uso del método de los elementos finitos. Para ello he desarrollado cuatro mallas de elementos finitos distintas e independientes.

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Modelo FEM0



Se han realizado Análisis Estáticos (Cargas básicas, Cargas de impacto, Pandeo y Delaminación), Análisis Dinámicos (Análisis modal, Análisis de respuesta en frecuencia y análisis por el método del soporte) usando para ello el código de elementos finitos MSC/NASTRAN y Análisis Aerodinámicos (comparación del perfil con uno convencional) mediante el código de volúmenes finitos FLUENT/UNS para mallas no estructuradas. Todos los cálculos se han realizado en el Departamento de Ingeniería Mecánica y de Materiales de la Universidad Pública de Navarra bajo la supervisión de mi tutor D. José Sancho Rodríguez.

La calificación obtenida en la defensa del proyecto ha sido de 10, Matrícula de Honor. Sin duda, la fabricación en serie de la rueda sería muy interesante.

Largemass

Modelo para el método del soporte


Comparativa con otras ruedas

Historia de la rueda de bicicleta.

Historia de la bicicleta.

Materiales Compuestos

Links de Ciclismo


EuroCycle T&T

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Universidad Pública de Navarra

 


 

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Última modificación: 4 de Agosto de 1997


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