Progettazione biciclette
Ogni bicicletta nasce considerando l’impiego per cui viene progettata, infatti ogni modifica delle quote caratteristiche della geometria della bici comportano delle variazioni, più o meno grandi, della percezione di guida del rider in termini di tenuta di strada e comfort. Una volta definite le quote caratteristiche, si realizza il progetto CAD e da questo parte la costruzione del telaio.
L’approccio qui di seguito illustrato fa riferimento alla tecnica del “Generative Design”, ovvero si parte a ritroso imponendo una geometria fittizia che andrà modellata in funzione delle sollecitazioni applicate al telaio. Questo metodo ha il vantaggio di andare a posizionare gli elementi del telaio lungo le linee di flusso delle sollecitazioni, con il vantaggio di creare una geometria ottimizzata in modo da rendere il telaio più leggero possibile.
Il Generative Design, oltre all’impiego in campo telaistico, viene utilizzato notevolmente per la progettazione di componenti mediante l’additive manufacturing, potendo andare a realizzare geometrie di forme complesse non realizzabili con le macchine ad asportazione di truciolo.
Il Generative Design, oltre all’impiego in campo telaistico, viene utilizzato notevolmente per la progettazione di componenti mediante l’additive manufacturing, potendo andare a realizzare geometrie di forme complesse non realizzabili con le macchine ad asportazione di truciolo.
- Forza peso applicata dal rider sul tubo sella
- Forza applicata al mozzo della ruota anteriore, generata dall’urto della ruota con un’asperità della strada
Il primo studio viene eseguito imponendo una riduzione delle massa dal 50 al 60 %: si osserva come la geometria sia notevolmente modificata, ottenendo una struttura reticolare a traliccio. Il materiale si concentra lungo le linee di flusso generate dai carichi esterni, tuttavia si osserva che con le condizioni a contorno che sono state applicate, i chain stay sono stati rimossi completamente.
Nel secondo studio, siamo andati a modificare le condizioni a contorno imponendo il mantenimento dei chain stay, inoltre si è imposto una riduzione della massa del telaio pari al 70%.
Con una riduzione della massa della geometria iniziale si ottiene la classica forma delle biciclette, ovvero si ha il triangolo anteriore formato da Top Tube, Down Tube e Seat Tube, mentre il carro posteriore è composto da Seat Stay e Chain Stay.
In definitiva, scegliendo la sezione resistente dei profili in funzioni delle tensioni ammissibili definite dal progetto, si ottengono due possibili configurazioni costruttive per il telaio:
In definitiva, scegliendo la sezione resistente dei profili in funzioni delle tensioni ammissibili definite dal progetto, si ottengono due possibili configurazioni costruttive per il telaio:
Telaio tubolare standard
Telaio ibrido tubolare-lamierato
