Σχεδιασμός και μελέτη πιρουνιού αγωνιστικού ποδηλάτου κατασκευασμένο από cfrp - Γλυμής, Ευθύμιος (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Τεχνολογίας των Κατεργασιών, 2016)
Σκοπός αυτής της διπλωματικής εργασίας είναι ο σχεδιασμός και η μελέτη ανθρακονημάτινου μπροστινού πιρουνιού για χρήση σε αγωνιστικό ποδήλατο δρόμου. Τα ανθρακονημάτινα προϊόντα το οποία πλέον κυριαρχούν στην αγορά του ποδηλάτου προσφέρουν μεγάλη αντοχή έναντι πολύ μικρού βάρους. Αρχικός στόχος ήταν η εύρεση κατάλληλης αεροτομής για χρήση της γεωμετρίας της από τους βραχίονες (blades) του πιρουνιού στο σχέδιο. Η ανάλυση του cfd έγινε στο πρόγραμμα solidworks της εταιρίας Dassault systemes SolidWorks Corp. Οι αεροτομές ελέγχθηκαν στην αντοχή και την αεροδυναμική τους Ο σχεδιασμός (3Dcad) θα γίνει με χρήση του προγράμματος SIEMENS NX 10. Έγινε χρήση της εφαρμογής realise shape λόγω της πολυπλοκότητας του σχεδίου και προκυμμένου να σχεδιαστούν επιφάνειας υψηλής ποιότητας. Ο γεωμετρικός σχεδιασμός έχει γίνει με βάση μοντέλα που ήδη υπάρχουν στην αγορά και τα αποτελέσματα που προέκυψαν από την έρευνα στις αεροτομές. Στην συνέχεια το πιρούνι μοντελοποιείται ως αλουμινένιο προκυμμένου να διαπιστώσουμε που αναπτύσσονται οι μεγαλύτερες τάσεις και που θα πρέπει να ενισχύσουμε με επιπλέον υλικό προ εμποτισμένων ανθρακονημάτων (prepreg). Επιπλέον καταλήγουμε στις διατάξεις των προσομοιώσεων αλλά και στον ορισμό των παραμέτρων. Στόχος των προσομοιώσεων ήταν να βρούμε πόσο πάχος αλουμίνιο χρειάζεται προκυμμένου το σχέδιο να περνάει τα τεστ που ορίζονται από τις προδιαγραφές iso. Έπειτα το πιρούνι θα μοντελοποιηθεί ως αναθρακονημάτινο καθορίζοντας που τοποθετείτε η κάθε στρώση πάνω στο σχέδιο. Τα μοντέλα των πιρουνιών θα γίνουν στο Siemens Nx χρησιμοποιώντας και τις δυο εναλλακτικές εισαγωγής των στρώσεων global based και zone based layups μιας και η πρώτη προφέρει μεγαλύτερη ακρίβεια στα αποτελέσματα. Έπειτα θα υποστούν τις καταπονήσεις που προβλέπονται από τα πρότυπα ISO και θα πρέπει να βελτιωθούν ώστε να μην αστοχούν. Ειδικά για το τεστ της κρούσης που πρέπει να γίνει, θα χρησιμοποιηθεί το λογισμικό πακέτο LS-dyna διότι θεωρήθηκε ανώτερο για την συγκεκριμένη εφαρμογή. Το τεστ της κρούσης είναι το δυσμενέστερο όλων οπότε και η τελική διαστρωμάτωση πρώτα δοκιμάστηκε στο συγκεκριμένο τεστ. Στην επόμενη φάση θα πρέπει να σχεδιαστεί το καλούπι και να ελέγχει ως προς τις θερμοκρασιακές καταπονήσεις αλλά και αυτές από την αυξημένη πίεση στο εσωτερικό. Αρα λοιπόν έπρεπε να επιλεχθεί κατάλληλο υλικό για το καλούπι αλλά και κατάλληλο προ εμποτισμένο ύφασμα. Στην συνέχεια βρέθηκε ο κατάλληλος αριθμός κοχλιών αλλά και περιφερικών για χρήση στην ευθυγράμμιση του καλουπιού αλλά και την στεγάνωση του πνευματικού συστήματος.