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DISEÑO DE UNA BICICLETA
DE MONTAÑA
Dirigido por:
Dr. D. José Ramón de Andrés Díaz
Realizado por: D. Javier López Martínez – jlopezmtnez@hotmail.com
UNIVERSIDAD DE MÁLAGA
E.T.S.I. INDUSTRIALES
PROYECTO FIN DE CARRERA
Málaga, Noviembre de 2005
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Diseño de una bicicleta de montaña
20 kg
10 kg
CUADRO
COMPONENTES
DISCIPLINAS:
Rally
Descenso
Freeride
All-mountain
INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS
LA BICICLETA DE MONTAÑA
California
Años ´80
Charlie Kelly & Gary Fisher
RÁPIDO CRECIMIENTO
CONTINUAS INNOVACIONES
SE AMPLÍA SU CAMPO DE ACCIÓN
DISEÑO
Diseño de una bicicleta de montaña
Estabilidad y maniobrabilidad
Peso reducido
Soportar los esfuerzos
Rigidez apropiada
Máxima transmisión del esfuerzo de
pedaleo
Absorción de vibraciones
Durabilidad, resistencia a los factores
atmosféricos
Coste similar a otros cuadros de las
mismas características
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OBJETIVOS DE DISEÑO:
LA BICICLETA DE MONTAÑA PARA RALLY
Ascensos pronunciados
Rápidos descensos
Llanos
Pequeños saltos
Zonas reviradas con obstáculos
El diseño se realizará para
personas de entre 170 y
175 cm de altura
CARACTERÍSTICAS DEL RALLY:
INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS
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Diseño de una bicicleta de montaña
INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS
PARTES DE UNA BICICLETA
Transmisión
Frenos Ruedas Dirección Sillín Cuadro
El cuadro
Componentes:
Ruedas
Dirección
Transmisión
Frenos
Sillín
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Diseño de una bicicleta de montaña
INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS
CUADRO CON SUSPENSIÓN
Mejor comportamiento en descensos
sobre terrenos irregulares
Mayor perdida de energía del pedaleo
CUADRO RÍGIDO
Más ligero: 1,5 kg menos.
Más económico.
Aunque es creciente el uso de cuadros con suspensión siguen siendo
más utilizados los cuadros rígidos.
OPTAMOS POR EL CUADRO RÍGIDO
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Diseño de una bicicleta de montaña
MATERIAL DEL CUADRO
ÍNDICE
1.- INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS
2.- MATERIAL DEL CUADRO
3.- GEOMETRÍA
4.- MODELADO 3D
5.- ENSAYOS DE FATIGA E IMPACTO
6.- REDISEÑO DEL CUADRO
7.- PRESUPUESTO
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Diseño de una bicicleta de montaña
MATERIAL DEL CUADRO
MATERIAL DEL CUADRO
AÑOS ´80: ACERO (100%)
CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS:
Densidad
Módulo de elasticidad
Límite de rotura
Límite de fluencia
Límite de fatiga
Elongación
Tenacidad
EN LA ACTUALIDAD:
Aceros
Aleaciones de aluminio
Aleaciones de titanio
Aleaciones de magnesio
Fibras de carbono
DISEÑO
ALUMINIO
90 %
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Diseño de una bicicleta de montaña
MATERIAL DEL CUADRO
PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
RESISTENCIA Y COMPORTAMIENTO A FATIGA
EXTRUSIONABILIDAD
SOLDABILIDAD
RESISTENCIA A LOS FACTORES ATMOSFÉRICOS
AMORTIGUACIÓN DE VIBRACIONES
RESISTENCIA AL IMPACTO Y A LA ABRASIÓN
COSTE DEL MATERIAL
PESO
COSTE DE FABRICACIÓN
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Diseño de una bicicleta de montaña
MATERIAL DEL CUADRO
MATERIAL
DISEÑO
PESO DEL CUADRO
TAMAÑO Y
ESPESOR DEL
TUBO
PESO
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Diseño de una bicicleta de montaña
MATERIAL DEL CUADRO
COSTE DE FABRICACIÓN DEL CUADRO
Coste de un cuadro de 1.5 kg
MAGNESIO
CARBONO
TITANIO
ALUMINIO
ACERO
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Diseño de una bicicleta de montaña
MATERIAL DEL CUADRO
ALUMINIO
RELACIÓN PESO – PRECIO
MEJOR RELACIÓN PESO – PRECIO
CALIDAD – PRECIO
MENOR PRECIO
MENOR PESO
ACERO
CARBONO
ELEGIMOS LAS ALEACIONES DE ALUMINO
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Diseño de una bicicleta de montaña
MATERIAL DEL CUADRO
ALUMINIO SCANDIUM
ALEACIÓN MODERNA, 7075-T6 + Sc
CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS SUPERIORES (NO NORMALIZADA)
ALUMINIO 6061 – T6
ALUMINIO 7005 – T6
ESTADOS UNIDOS
MEJOR EXTRUSIONABILIDAD
TRATAMIENTO TÉRMICO
EUROPA
MAYOR RESISTENCIA
MADURACIÓN NATURAL
ALUMINIO 7005-T6
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Diseño de una bicicleta de montaña
GEOMETRÍA
ÍNDICE
1.- INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS
2.- MATERIAL DEL CUADRO
3.- GEOMETRÍA
4.- MODELADO 3D
5.- ENSAYOS DE FATIGA E IMPACTO
6.- REDISEÑO DEL CUADRO
7.- PRESUPUESTO
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Diseño de una bicicleta de montaña
GEOMETRÍA
GEOMETRÍA DE LA BICICLETA
CUADRO (COMPONENTES)
GEOMETRÍA
CONDUCCIÓN
ESTABILIDAD
MANEJABILIDAD
TRACCIÓN
RENDIMIENTO Y COMODIDAD
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Diseño de una bicicleta de montaña
GEOMETRÍA
DIMENSIONES FUNDAMENTALES
DISTANCIA SILLÍN-DIRECCIÓN
AVANCE DE LA
HORQUILLA
TRAIL
ÁNGULO DE
SILLÍN
LONGITUD
DE VAINAS
TALLA
ÁNGULO DE
DIRECCIÓN
C
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