Estudi D'Una Maneta De Bici

-------------------------------------------------
Escola Tècnica Superior d’Enginyeria Industrial de Barcelona

Estudi d’una maneta de bici

Elena Calvo Garcia
Pablo Morillo Carbonell

22-12-2010

Índex

1. RECERCA D’INFORMACIÓ I DISSENY PRELIMINAR

1.1 Funció bàsica i paràmetres clau de funcionament. Normatives (¿?). Dimensions.
1.2 Recerca sobre materials:disponibilitat, treballabilitat, paràmetres elàstics i resistents, densitat, cost...
1.3 Sol·licitacions previsibles: nominals i extremes. Dispersió. Valors característics.
1.4 Especificacions geomètriques bàsiques. Disseny preliminar i tecnologia de construcció del prototipus.

2. EL MODEL D’ELEMENTS FINITS

2.1 Límits del model i CONDICIONS DE CONTORN. Idealitzacions isingularitats numèriques.
2.2 Característiques del model: tipus d’elements finits, model dels materials. MALLA.
2.3 Fiabilitat dels resultats: punts crítics i procés de REFINAT de la malla.
2.4 Avaluació de la validesa de la hipòtesi de desplaçaments infinitesimals. Necessitat d’un càlcul no lineal?

3. ANÀLISI DE RESULTATS

3.1 Camp de desplaçaments, deformada.
3.2Distribució de tensions principals i direccions principals.
3.3 Criteri de fallida. Distribució de tensions equivalents.
3.4 Coeficient de seguretat i càrrega de fallida.

4. OPTIMITZACIÓ DEL DISSENY, CONSTRUCCIÓ, ASSAIG I CONCLUSIONS

4.1 Optimització del disseny i anàlisi de resultats definitius.
4.2 Disseny definitiu, plànols i procés constructiu.
4.3 Pressupost, impacteambiental i sostenibilitat.
4.4 Assaigs funcional i extrem. Correlació de resultats. Conclusions.

1-RECERCA D’INFORMACIÓ I DISSENY PRELIMINAR
1.1 Funció bàsica i paràmetres clau de funcionament. Normatives. Dimensions.

La forma de la maneta s’ha d’ajustar a la de la mà per facilitar l’efectivitat de la frenada. Optimitzant la relació entre la força aplicada i la que rep el freen si. Hem intentat adaptar les dimensions de la maneta a les de la mà.

El material utilitzat per a dissenyar la maneta ha de ser capaç de suportar la força de una mà al apretar el freno. Aquesta força s’acostuma a calcular mitjançant un dinamòmetre i varia depenent del sexe i l’edat de la persona avaluada. Pel que fa al nostre treball al no disposar d’aquest aparell hem calculat la forçamàxima aproximada que els components del grup podem fer utilitzant una balança. El procediment seguit ha sigut agafar la bascula amb les dos mans i fer la força màxima, llegir el resultat obtingut i passar-lo a unitats de força. Hem considerat que fèiem la mateixa força amb les dos mans pel que el resultat l’hem dividit entre dos, hem obtingut així una força màxima de 275 N.
Les dimensions de lamaneta han de complir les següents condicions:
* La distancia mínima entre articulació i el cable han de ser 15 mm.
* L’amplada màxima de la maneta: 11 mm.
* Distància màxima entre l’articulació i el límit inferior de la maneta: 15 mm.
* El diàmetre dels dos forats ha de ser de 4mm.

Figura 1.1.1 Esquema de la maneta
1.2 Recerca sobre materials.

Abans d’escollir elmaterial definitiu amb el que farem la peça, hem fet una recerca de possibles candidats. En aquesta primera selecció, hem tingut en compte els següents materials.
Materials | M. Young (GPa) | Tensió de ruptura (GPa) | C. Poisson | Densitat (kg/m3) |
Alumini | 69 | 0,09 | 0,33 | 2700 |
Acer | 200 | 0,54 | 0,291 | 7874 |
Fusta (en el sentit de les fibres) | 14 | - | - | 0.4-1.2 |
PMMA | 3,3 |0,076 | 0,45 | 1190 |
Coure | 110 | 0.230 | 0.34 | - |

·Alumini:
* Baixa densitat
* Alta resistència a la corrosió.
* Es mecanitza amb facilitat
* Relativament barat
* Dúctil
* Difícil obtenció per nosaltres

·Acer:
* Material dur
* Alta resistència a tracció
* Permet una bona mecanització
* Econòmic
* Dúctil
* Molt dens
* S’oxida
*...