In paragraaf 5.2 is stap voor stap uitgelegd hoe de zadelpen test van het heren frame in Simulation is opgebouwd (static study). Met één muisklik gaat de computer het model d.m.v. wiskundige formules doorrekenen en weergeeft na verloop van tijd de resultaten. De resultaten die geanalyseerd worden hebben te maken met verplaatsingen en spanningen. De maximale verplaatsing van het heren frame is niet meer als 1 mm. Kijken we naar een soortgelijke praktijk test, dan zie we ook hier dat de verplaatsing bij een goed frame niet meer is als 1 mm. De verplaatsing hoeft dus niet verder geanalyseerd te worden.
Op het frame zijn twee maximale punten te vinden, waar de hoogste spanningen optreden. Het eerste punt is op de accubuis zoals te zien is in figuur 45. Het tweede punt is op de zadelbuis zoals te zien is in figuur 46.
Figuur 45 Piekspanning Accubuis Figuur 46 Piekspanning Zitbuis
De maximale spanning zoals Simulation aangeeft is 194 en treed op in de accubuis zoals te zien is in figuur 45. Echter is hier sprake van een singularity. Alle eindige elementen pakketen waaronder Simulation hebben hier last van. Een singularity is een niet werkelijk optredende piekspanning op hoekige punten. Een singularity is in eerste instantie te herkennen aan de niet vloeiende overgang van kleuren. Om er zeker van te zijn of er sprake is van een singularity, moet het gebied rondom de piekspanning geanalyseerd worden. Je meet net buiten de piekspanning en kijkt wat de spanning is, daarna verfijn je de mesh en laat je het model opnieuw doorrekenen. Wordt de piekspanning hoger, maar niet de spanning waar je gemeten hebt, dan kan je spreken van een singularity en de spanning waar je gemeten hebt als werkelijk optredende spanning gebruiken.
Voor beide piekspanningen is deze manier toegepast (Zie figuur 47 en 48). Het komt er uiteindelijk op neer dat de werkelijke maximale piekspanning niet optreed op de accubuis, maar in de zitbuis en die spanning is 110 .
41
Figuur 47 Werkelijke piekspanning accubuis Figuur 48 Werkelijke piekspanning zitbuis
De vraag is natuurlijk of die 110 binnen de grenzen valt. Het materiaal dat gekozen is, is aluminium 6061 T6 en heeft een vloeigrens van 275 . Het woord geeft het al aan. Bij een
spanning van 275 gaat het materiaal vloeien. Voor een veilige constructie is het een vereiste om een maximale piekspanning te hebben die van de vloeigrens is. De maximale spanning mag dus niet meer bedragen dan 183 .
Er kan geconcludeerd worden dat het materiaal van het heren frame, tijdens de zadelpen test bij eenmalige belasting niet gaat vloeien. Het frame kan ook nog bezwijken op andere verschijnselen zoals vermoeiing, knik en afschuiving. De constructieve vorm van het heren frame laat geen knik en geen afschuiving toe. Het frame moet nog wel getest worden op meerdere belastingen (Vermoeiing). De resultaten van de overige simulaties zijn terug te vinden in bijlage 9.
42
6 Conclusies en aanbevelingen
De vraagstelling waarop in dit verslag antwoord gezocht wordt, luidt:
- Welke componenten moeten gekozen worden om de aandrijflijn te vormen? - Voldoen de frame concepten aan de Europese norm EN 14764?
De componenten van de aandrijflijn zijn gekozen aan de hand van een aantal stappen. De
componenten worden onderverdeeld in soorten en typen. bij elk soort een keuze gemaakt wordt, maar niet bij elk type. Sommige types zijn zo ver onderbouwd zodat de afdeling Pre-Productie alleen nog maar een keuze hoeft te maken. De afdeling Pre-Productie heeft namelijk de meeste praktische ervaring.
De gekozen componenten zowel soort als type zijn te zien in tabel 7.
Achter elk component in tabel 7 staat een nummer. De nummers met bijbehorende componenten zijn terug te vinden in figuur 49. Van de versnelling (1) is alleen het soort weergeven. Het type wordt door de afdeling Pre-Productie gekozen en is afhankelijk van verschillende tanden op de tandwielen. Het soort overbrenging is gekozen. Het type overbrenging wordt overgelaten aan de afdeling Pre- Productie.
Bosch verkoopt hun systeem alleen compleet. Dat wil zeggen een elektromotor (4), een accu (3) en een display (5). De elektromotor gaat gebruikt worden en is speciaal ontwikkeld voor de
ondersteuning van E-bikes. In de accu zitten cellen. Deze cellen worden er uitgehaald en in een nieuw jasjes gestoken om zo in de frame concepten te kunnen integreren. Sparta gaat hun eigen controller gebruiken die op dit moment in ontwikkeling is.
Componenten Soort Type Versnelling (1) Derailleur - Overbrenging (2) Ketting - Elektromotor (4)
bracket
motor Bosch 45 Accu (3) Lithium ion Bosch 45 Controler (3) Sparta Sparta
43
De frame concepten voldoen aan de Europese norm EN 14764, met uitzondering van de fatique study (vermoeiing analyse) op de out of saddle test voor zowel het heren frame als het dames frame. De fatique study op de out of sadlle test voor zowel het heren frame als het dames frame heeft niet plaats kunnen vinden i.v.m. een error in het programma. Solidworks is hier mee bezig. Voor deze study kunnen dus geen conclusies getrokken worden.
De piekspanningen tijdens de simulaties treden op in de lassen.
De zogenaamde von mises spanning is bij geen enkele simulatie hoger dan van de vloeigrens. De grens voordat het materiaal gaat vloeien is op van de vloeigrens gezet, omdat er ook dynamische belastingen kunnen optreden. Er is dus sprake van een veiligheidsfactor. De von mises spanningen waren de grootst optredende spanningen en kunnen een ruimtelijke spanning toestand vergelijken met een lijn spanning toestand.
Bij sommige simulaties worden hogere spanningen aangegeven dan toegestaan is. Echter is hier sprake van het verschijnsel singularity. Een singularity is een veelvoorkomend probleem in elk eindig elementen pakket en weergeeft onjuiste spanningen. Rondom deze onjuiste spanningen is goed te meten wat de werkelijke spanningen zijn en deze zijn lager dan van de vloeigrens.
Beide frames blijven heel na het 50000 keer aangrijpen van de kracht, tijdens de zadelpen test.
Bij geen enkele simulatie bezwijken de frames op knik of afschuiving. De maximale verplaatsing bedraagt niet meer als 1 mm en is acceptabel.
De kritieke punten op het frame zijn zoals te zien is in figuur 50 en 51. Als het einde van de buizen meer naar de zijkanten van de accubuis geleid worden, zullen de hoge piekspanningen verdwijnen, waardoor het mogelijk is om de frame concepten lichter te maken. Het is niet mogelijk om te zeggen waar het frame lichter gemaakt kan worden, omdat na het wegwerken van de kritieke punten de resultaten qua spanningen en vervormingen anders zijn.
Figuur 50 Kritiek punt heren frame Figuur 51 Kritiek punt dames frame