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自行车车架工业再设计案例:E.T.自行车之梦

2015/11/27    来源:安世亚太        
关键字:自行车车架  工业再设计  仿真  
本文介绍了安世亚太与苏氏集团合作提出的典型再设计案例——对自行车进行再设计,希望利用现代工程仿真和优化技术,以及创新性的精密铸造工艺,走出车架款式创新之路。

    世界上第一辆真正意义上的自行车诞生于19世纪初,由德国人德莱斯在法国巴黎发明。这辆自行车是带车把的木制两轮车,没有踏脚板和传动链条。想要前进,得靠双脚交替踏地前进。自行车问世后迅速成为人们青睐的交通工具。多少年来,工程师们不断构思着自己理想的自行车蓝图。

    在科幻电影《E.T.外星人》中,小男孩骑着他的小脚踏车,载着E.T.驶向空中……。这一幕作为电影史上的经典镜头被珍藏。拥有一辆会“飞行”、承载“美好”和“希望”的E.T.自行车,成为我们这一代人的梦想。E.T.自行车之梦开启了一扇“灵感”之门,激发无限的创造潜能,将理想变成现实。

 图1 科幻电影《E.T.外星人》

图1 科幻电影《E.T.外星人》

    对自行车进行再设计,是日前安世亚太与苏氏集团合作提出的典型再设计项目。利用现代工程仿真和优化技术,以及创新性的精密铸造工艺,追求自行车结构外形差异性、多样化设计,同时给自行车行业以勇气,让我们怀着这个美丽的梦,走出车架款式创新之路。

释放设计潜能

    通常,一辆自行车包括车架、轮胎、脚踏、刹车、链条等部件。车架相当于人的骨架,根据管材的长短构成的角度等影响整体自行车的特性。比如,直线骑行较好的自行车、易转的自行车、骑行舒畅的自行车等,决定这些因素的很多都来自于车架。如何让其更轻便、更牢固、更美观、更舒适,需要不断推陈出新。

    很多时候,工程师的创新想法并不一定能够变成实现。其中,工艺束缚就是原因之一。工业再设计一个重要的诱发点,是基于创新性精密铸造工艺的成熟,即无论工程师有多么伟大的设计想法,在制造工艺上都是可以实现的,并避免了后续焊接等工序。“无论多复杂皆可制造”释放了巨大的设计潜能,为任何一个工业品的质量提升和创新打开了一扇巨大的窗户。自行车更是可以通过再设计,实现结构外形创新,满足人们个性化、多样化需求,并且在性能、可靠性、成本、外观、舒适性等获得多方面的提升。

结构外形多样化设计

    城市自行车经历过去几十年的发展,结构并没有发生大的变化,但其功用却发生了很大的转移,即不仅仅是代步工具,更是一项休闲运动,代表了一种绿色的出行方式。看起来“千篇一律”的结构,很难带来美的感受。可变形的车架结构设计,是安世亚太与苏氏的工程师们对自行车车架结构上的大胆创意。通过结构优化设计,材料的重新布局和选择,设计成更美观、更复杂、一体化、更加柔性的结构形式,造型自由符合人体工程学,更加舒适美观时尚。但过去由于制造工艺的限制,只能舍弃那些时尚惊艳但难以制造的异形设计。但今天,基于苏氏精密铸造技术,伴我们美梦成真。

    当然,异形设计确实突破了以往车架结构设计的标准和规范,结构强度、刚度、可靠性等进行验证和确认是个难题。但没事儿,工程师们有仿真手段可用。仿真分析结果表明,这个一体化的柔性结构满足结构强度、刚度、稳定性要求。我们可以像那个小男孩一样,安心快乐享受骑行(飞行)的乐趣。

图2 对整体车架进行有限元仿真分析

图2 对整体车架进行有限元仿真分析

责任编辑:吴星星
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