PHÂN TÍCH TĨNH HỌC KHUNG XE ĐẠP SỬ DỤNG PHẦN TỬ HỮU HẠN

Tóm tắt

Bài báo trình bày việc phân tích ứng suất tĩnh và chuyển vị của khung xe đạp đáp ứng theo trọng lực của người lái xe. Khi việc thí nghiệm trên khung xe rất đắt tiền thì việc dùng mô hình số và phương pháp phần tử hữu hạn để kiểm tra và dự đoán thể hiện của khung xe là rất cần thiết. Ở đây, phần mềm Ansys được dùng để xác định biến dạng và ứng suất lớn nhất trong bài toán phân tích tĩnh học. Mô hình số dùng trong phân tích phần tử hữu hạn được xây dựng bởi Solidworks và chuyển sang mô hình của Ansys. Khung xe được làm mẫu chuẩn cho việc nghiên cứu là Asama Ranger 1.0. Khung xe có dạng hình kim cương và làm bằng hợp kim nhôm 6061. Tải đặt lên khung xe gây ra bởi trọng lượng người lái 100 kg. Kết quả phân tích tĩnh học cho thấy biến dạng lớn nhất là 12,075 × 10–5 m. Ứng suất Von Mises lớn nhất là 44,1 MPa. Hệ số an toàn được quan sát là 6,35.

Title

STRUCTURAL AND STATIC ANALYSIS ON BICYCLE FRAME USING FINITE ELEMENT METHOD

Abstract

This article analyzes the stress and displacement of the bicycle frame in response to the gravitational load of the driver. As experimental frame testing is quite expensive, therefore numerical methods such as Finite Element Method (FEM) are currently applied to predict the performance of bike frame. Ansys Engineering Simulation Software are using for determining the maximum deformation and stress with static analysis. The analysis is performed based on the model built by Solidworks software. The bicycle frame used in this article is mountain bicycle form Asama called Ranger 1.0. The frame is diamond shape and made of aluminum alloy 6061. The loading cases used in this study consist of three different static loading cases with 100 kg rider weight. Static simulation results show the maximum deformation 12.075 × 10–5 m. The maximum Von Mises stress from the overall loading cases is 44.1 MPa. The minimum safety factor is observed as 6.35.