تحلیل تنشهای ایستا، پویا و فرکانسهای طبیعی و خرابی در بدنه دوچرخه های فلزی و کامپوزیتی با...

در این مقاله، تنشهای ایستا وپویا در بدنه دوچرخه های فلزی و کامپوزیتی با استفاده از روش اجزای محدود و نرم افزار nisa ii بررسی شده است. با کمک این نرم افزار، مدلسازی بدنه های فولادی و کامپوزیتی انجام شده و بارگذاری مطابق با چهار وضعیت ایستا و سه وضعیت پویای گذرا در نظر گرفته شده است. بواسطه انتخاب مناسب مواد فلزی و کامپوزیتی، شکل هندسی و لایه چینی کامپوزیت تنشهای بدست آمده در بدنه فولادی و هر لایه از بدنه کامپوزیتی کمتر از تنش مجازند. همچنین ، بررسی حداکثر جابه جاییها نشان می دهد که بدنه کامپوزیتی دارای جا به جایی خارج از صفحه ای کمتری نسبت به بدنه فولادی است و در نتیجه، انرژی کمتری را در خود ذخیره می کند. بررسی شکل شیوه های مختلف فرکانسهای طبیعی برای هر دو بدنه نشان می دهد که بدنه کامپوزیتی پایداری بهتری را در شیوه های مختلف نشان می دهد. با استفاده از چگالی هسته های مرکزی متعدد در بدنه های کامپوزیتی ، بهبود خواص ارتعاشی نیز مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که با کاهش چگالی هسته مرکزی، خواص ارتعاشی در بدنه کامپوزیتی بهبود یافته و فرکانسهای طبیعی در بدنه افزایش می یابند. هر دو بدنه فلزی و کامپوزیتی از نظر تنشهای ایستا و پویا دارای استحکام و سفتی لازم اند،‌لیکن ویژگی بدنه کامپوزیتی دارا بودن نسبت استحکام به وزن و سفتی به وزن بیشتر و همچنین، نسبت ضریب اطمینان به وزن بیشتر در مقایسه با بدنه فلزی است به علاوه، یکپارچه بودن بدنه کامپوزیتی و آیرودینامیک بودن آن در شرایط سواری، راحتی بیشتری را برای دوچرخه سوار فراهم می کند.