1 DISEÑO DE UNA BICICLETA DE MONTAÑA Dirigido por: Dr. D. José Ramón de Andrés Díaz Realizado por: D. Javier López Martínez – [email protected]
UNIVERSIDAD DE MÁLAGA E.T.S.I. INDUSTRIALES
PROYECTO FIN DE CARRERA
Málaga, Noviembre de 2005
3 Diseño de una bicicleta de montaña 20 kg 10 kg
CUADRO
COMPONENTES DISCIPLINAS: Rally
Descenso
Freeride
All-mountain INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS LA BICICLETA DE MONTAÑA
California
Años ´80
Charlie Kelly & Gary Fisher RÁPIDO CRECIMIENTO
CONTINUAS INNOVACIONES
SE AMPLÍA SU CAMPO DE ACCIÓN DISEÑO
Diseño de una bicicleta de montaña Estabilidad y maniobrabilidad
Peso reducido
Soportar los esfuerzos
Rigidez apropiada
Máxima transmisión del esfuerzo de
pedaleo
Absorción de vibraciones
Durabilidad, resistencia a los factores
atmosféricos
Coste similar a otros cuadros de las
mismas características 4 OBJETIVOS DE DISEÑO: LA BICICLETA DE MONTAÑA PARA RALLY Ascensos pronunciados
Rápidos descensos
Llanos
Pequeños saltos
Zonas reviradas con obstáculos
El diseño se realizará para personas de entre 170 y 175 cm de altura CARACTERÍSTICAS DEL RALLY: INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS
5 Diseño de una bicicleta de montaña INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS PARTES DE UNA BICICLETA
Transmisión Frenos Ruedas Dirección Sillín Cuadro El cuadro
Componentes:
Ruedas
Dirección
Transmisión
Frenos
Sillín
6 Diseño de una bicicleta de montaña INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS CUADRO CON SUSPENSIÓN
Mejor comportamiento en descensos sobre terrenos irregulares
Mayor perdida de energía del pedaleo CUADRO RÍGIDO
Más ligero: 1,5 kg menos.
Más económico. Aunque es creciente el uso de cuadros con suspensión siguen siendo más utilizados los cuadros rígidos.
OPTAMOS POR EL CUADRO RÍGIDO
7 Diseño de una bicicleta de montaña MATERIAL DEL CUADRO ÍNDICE
1.- INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS
2.- MATERIAL DEL CUADRO
3.- GEOMETRÍA
4.- MODELADO 3D
5.- ENSAYOS DE FATIGA E IMPACTO
6.- REDISEÑO DEL CUADRO
7.- PRESUPUESTO
8 Diseño de una bicicleta de montaña MATERIAL DEL CUADRO MATERIAL DEL CUADRO
AÑOS ´80: ACERO (100%) CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS:
Densidad Módulo de elasticidad Límite de rotura Límite de fluencia Límite de fatiga Elongación Tenacidad EN LA ACTUALIDAD:
Aceros
Aleaciones de aluminio Aleaciones de titanio
Aleaciones de magnesio
Fibras de carbono DISEÑO ALUMINIO 90 %
9 Diseño de una bicicleta de montaña MATERIAL DEL CUADRO PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
RESISTENCIA Y COMPORTAMIENTO A FATIGA
EXTRUSIONABILIDAD
SOLDABILIDAD
RESISTENCIA A LOS FACTORES ATMOSFÉRICOS
AMORTIGUACIÓN DE VIBRACIONES
RESISTENCIA AL IMPACTO Y A LA ABRASIÓN
COSTE DEL MATERIAL PESO
COSTE DE FABRICACIÓN
10 Diseño de una bicicleta de montaña MATERIAL DEL CUADRO MATERIAL DISEÑO PESO DEL CUADRO
TAMAÑO Y ESPESOR DEL TUBO PESO
11 Diseño de una bicicleta de montaña MATERIAL DEL CUADRO COSTE DE FABRICACIÓN DEL CUADRO
Coste de un cuadro de 1.5 kg MAGNESIO
CARBONO
TITANIO
ALUMINIO
ACERO
12 Diseño de una bicicleta de montaña MATERIAL DEL CUADRO ALUMINIO RELACIÓN PESO – PRECIO
MEJOR RELACIÓN PESO – PRECIO
CALIDAD – PRECIO MENOR PRECIO
MENOR PESO ACERO
CARBONO ELEGIMOS LAS ALEACIONES DE ALUMINO
13 Diseño de una bicicleta de montaña MATERIAL DEL CUADRO ALUMINIO SCANDIUM ALEACIÓN MODERNA, 7075-T6 + Sc
CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS SUPERIORES (NO NORMALIZADA) ALUMINIO 6061 – T6 ALUMINIO 7005 – T6 ESTADOS UNIDOS
MEJOR EXTRUSIONABILIDAD
TRATAMIENTO TÉRMICO EUROPA
MAYOR RESISTENCIA
MADURACIÓN NATURAL ALUMINIO 7005-T6
14 Diseño de una bicicleta de montaña GEOMETRÍA ÍNDICE
1.- INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS
2.- MATERIAL DEL CUADRO
3.- GEOMETRÍA
4.- MODELADO 3D
5.- ENSAYOS DE FATIGA E IMPACTO
6.- REDISEÑO DEL CUADRO
7.- PRESUPUESTO
15 Diseño de una bicicleta de montaña GEOMETRÍA GEOMETRÍA DE LA BICICLETA
CUADRO (COMPONENTES)
GEOMETRÍA CONDUCCIÓN
ESTABILIDAD
MANEJABILIDAD
TRACCIÓN
RENDIMIENTO Y COMODIDAD
16 Diseño de una bicicleta de montaña GEOMETRÍA DIMENSIONES FUNDAMENTALES DISTANCIA SILLÍN-DIRECCIÓN AVANCE DE LA HORQUILLA
TRAIL ÁNGULO DE SILLÍN
LONGITUD DE VAINAS TALLA
ÁNGULO DE DIRECCIÓN
C
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