Diseño, cálculo y optimización de una bicicleta eléctrica personalizada

Abstract

[ES] El siguiente Trabajo Final de Grado se va a centrar en el diseño, cálculo y optimización de una bicicleta eléctrica personalizada, siguiendo en todo momento las indicaciones de la normativa vigente. Para ello se crearán los diseños de las piezas con el programa SolidWorks, seguidamente se hará un cálculo para conocer y analizar las zonas más solicitadas y de esta manera poder optimizar y perfeccionar su diseño. Para su correcto diseño, se hará una selección del material adecuado para el caso estudiado y se tendrá en cuenta la electrificación durante el proceso de diseño. Una vez seleccionado el material, se realizarán los ensayos oportunos que determine la normativa. Desde el punto de vista de la electrificación, se va a realizar un estudio de la potencia necesaria para mover la bicicleta según una serie de casos y se realizará la elección del motor eléctrico idóneo disponible en el mercado para alcanzar las prestaciones necesarias. Por último, se realizará un presupuesto general del proyecto, desde la fabricación de la pieza, así como del resto de componentes que formarán la bicicleta eléctrica en su totalidad. Así pues, el presente TFG se plantea de tal manera que incluya diversas competencias del Grado en Ingeniería Mecánica, tales como el estudio de la normativa vigente, la utilización de herramientas CAD para diseño y obtención de planos, el empleo de herramientas CAE (por ejemplo, herramientas FEM derivadas del método de los elementos finitos), estudio de los métodos de fabricación, análisis de costes, y selección de materiales, entre otras.

[EN] The following Final Degree Project will focus on the design, estimation and optimization of a custom electric bicycle, always following the indications of the current regulations. To do this, the designs will be created with the SolidWorks program, then a calculation will be made to know and analyse the most requested areas and, in this way to optimize and perfect their design. For its correct design, a selection of the appropriate material will be made for the case studied and electrification will be taken into account during the design process. Once the material has been selected, the appropriate tests determined by the regulations will be carried out. From the point of view of electrification, a study of the power required to move the bicycle will be carried out according to a series of cases and the choice of the ideal electric motor available on the market will be made to achieve the necessary performance. Finally, a general budget for the project will be made, from the manufacture of the part, as well as the rest of the components that will make up the electric bicycle in its entirely. Thus this FDP is proposed in such a way that it includes various competencies of the Degree in Mechanical Engineering, such as the study of current regulations, the use of CAD tools for design and obtaining manufacturing plans, the use of CAE tools (for example, FEM tools derived from the finite element method), study of manufacturing methods, cost analysis, and selection of materials among others.

[CA] El següent Treball Final de Grau se centrarà en el disseny, càlcul i optimització d'una bicicleta elèctrica personalitzada, seguint en tot moment les indicacions de la normativa vigent. Per a això es crearan els dissenys de les peces amb el programa SolidWorks, seguidament es farà un càlcul per a conéixer i analitzar les zones més sol·licitades i d'aquesta manera poder optimitzar i perfeccionar el seu disseny. Per al seu correcte disseny, es farà una selecció del material adequat per al cas estudiat i es tindrà en compte l'electrificació durant el procés de disseny. Una vegada seleccionat el material, es realitzaran els assajos oportuns que determine la normativa. Des del punt de vista de l'electrificació, es realitzarà un estudi de la potència necessària per a moure la bicicleta segons una sèrie de casos i es realitzarà l'elecció del motor elèctric idoni disponible en el mercat per a aconseguir les prestacions necessàries. Finalment, es realitzarà un pressupost general del projecte, des de la fabricació de la peça, així com de la resta de components que formaran la bicicleta elèctrica íntegrament. Així doncs, el present TFG es planteja de tal manera que incloga diverses competències del Grau en Enginyeria Mecànica, com ara l'estudi de la normativa vigent, la utilització d'eines CAD per a disseny i obtenció de plans, l'ús d'eines CAU (per exemple, eines FEM derivades del mètode dels elements finits), estudi dels mètodes de fabricació, anàlisi de costos, i selecció de materials, entre altres.