Topologická optimalizace vahadla horského kola

Abstract

Tato bakalářská práce se zabývá topologickou optimalizací vahadla celoodpruženého horského kola s cílem snížit jeho hmotnost při zachování nebo zlepšení mechanické pevnosti a tuhosti. V teoretické části je provedena rešerše metod topologické optimalizace, optické digitalizace a konstrukce horských kol se zaměřením a materiály používané pro rámy a komponenty. Praktická část popisuje postup získání geometrie vahadla pomocí 3D skenování, tvorbu objemového modelu a nastavení výpočtového modelu v prostředí ANSYS. Byly vytvořeny dva konstrukční návrhy a tři varianty materiálů, které byly analyzovány a porovnány s původní geometrií. Výsledky ukazují, že optimalizace vedla k výraznému snížení deformací při zachování požadované mechanické odolnosti.This bachelor's thesis focuses on the topological optimization of a rocker used in a full suspension mountain bike, aiming to reduce its weight while maintaining or improving mechanical strength and stiffness. The theoretical part presents a review of topological optimization methods, optical digitization, and bicycle frame design, with emphasis on manufacturing technologies and materials used for frames and components. The practical part describes the process of obtaining the rocker geometry through 3D scanning, creating a solid model, and setting up the computational model in ANSYS. Two design variants and three material options were created, analyzed, and compared with the original geometry. The results show that the optimization led to a significant reduction in deformation while maintaining the required mechanical strength.