Тема выпускной квалификационной работы: «Анализ рамы спортивного велосипеда». Цель работы заключается в изучении подходов к моделированию велосипедной рамы, а также оценке поведения рамы при типичных нагрузках путем проведения конечно-элементного анализа. В данной работе анализируется рама спортивного горного велосипеда для фристайла из алюминиевого сплава. Для этого в начале выбраны 4 метода тестирования, два из которых основываются на международном стандарте. Затем на их основе проведены расчеты в Ansys. В результате расчетов выявлены зоны с повышенными напряжениями, сделаны предположения о связи некоторых из них с неточностями моделирования и выводы об опасных участках рамы. Также в работе рассмотрен разноуровневый подход к моделированию с применением балочной и оболочечной моделей. Проведено рассуждение о целесообразности каждого типа модели. В том числе поднимается вопрос о корректности моделей из-за общего высокого уровня напряжений. В заключение рассмотрена возможность применения комбинированной модели с использованием твердотельных частей. Результаты работы могут послужить базой для новых или дальнейших исследований поведения велосипедных рам. Нюансы, касающиеся подходов к моделированию, могут быть учтены при проектировании рам для рационализации процесса. Использование более легких моделей может быть актуально в том числе для небольших компаний, ограниченных в своих ресурсах.

The topic of the work is “Sports bicycle frame analysis”. The aim of the work is to study approaches to modelling a bicycle frame and to evaluate frame behaviour under typical loads by conducting a finite element analysis of the frame. The frame analyzed in this work is an aluminium alloy mountain bike frame for dirt jumping. At first 4 methods for testing the frame were chosen, two of which were based on the international standard. Then simulations were carried out in Ansys following these methods. High-stress areas were established as a result of the simulations. It was suggested that some of the stressed areas might have been due to models’ imperfections while others indicated areas prone to breaking. The paper also focuses on studying various approaches to modelling bicycle frames using beam and shell elements. The beam model was fast, but not precise in details, while the shelled model delivered a good overall balance between speed and precision. Because of generally high stresses the question was also raised of how correct the models and simulations were. The final step was to consider the possibility of using a combined model which includes solid parts. The results of this work can serve as a basis for new or further research into the behavior of bicycle frames and the specifics of modelling approaches applied to bicycle frames. The nuances of modelling approaches can be considered to improve the design process. Lighter models may also be relevant for small companies with limited resources.