竞赛型自行车手把的优化设计

摘要

手把是自行车重要支撑及承受负荷的零件,尤其自行车手把受到踩踏力以及骑乘者质量所产生的反力与压力相当大,故在设计初期须以自行车手把的强度与刚性为设计重点,并且必须要符合法规要求,以确保其结构强度及安全性。为建立CAE设计与模拟分析技术在自行车结构的研发能量,以竞赛型自行车手把为研究对象,并藉由竞赛型自行车手把设计重点的探讨,改变传统圆形截面的手把,设计出相对应的手把截面几何形状及管壁厚度,以减少因尺寸增加造成固定端应力集中增加的现象,并改善手把因受力变形导致踩踏能量损耗的现象。进行手把几何尺寸的优化设计,以达到比传统圆形截面手把更轻且更强的竞赛型手把设计。经优化设计的手把结构必须再依照欧盟EN14781静力与疲劳测试法规,及德国DIN79100冲击测试法规进行测试模拟,以确保所设计的手把结构符合法规规范。此竞赛型手把数值模型的设计分析方法可提供相关产业未来在产品开发设计时的参考。