SavedAdd your journal

Journals / Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji / 2025 / Cilt: 13 Sayı: 4

EVALUATION OF FEA STATIC MODAL AND HARMONIC ANALYSIS OF A BIKE BODY DEFINED WITH 3 DIFFERENT MATERIALS

3 FARKLI MALZEME TANIMLANMIŞ BİR BİSİKLET GÖVDESİNİN FEA STATİK MODAL VE HARMONİK ANALİZLERİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ

Arif Şenol Şener(NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ)0000-0003-2111-4683
Pages
1670–1679
Publication Date
2025-12-25
🏛️Bibliographic metadata and full text access for this article are provided via DergiPark.
DergiPark Record ↗
✨

AI Summary & Key Takeaways

AI Insight
⚡ TL;DR(Too Long; Didn't Read)

Bisiklet gövdesi için ağırlık kıyası yapıldığında ise Al 2024’ün 1.5 kg değerindeki kütlesi ile diğer iki alaşıma nazaran daha hafif olduğu görülmüştür.

📌 3 Key Takeaways

🎯
Objective & Hypothesis:Bir bisikletin gövdesi, bisikletin temel yapısal elemanıdır ve diğer tüm bileşenlerin bu gövdeye monte edilmesiyle oluşur.
📊
Key Findings & Data:Bu makalede bisiklet gövdesine Al 2024, çelik 1020 ve yapısal çelik tanımlanarak 2250 N yükleme koşullarında önce statik analiz, sonrasında ise sırasıyla modal analiz ve harmonik analizler uygulanmıştır.
💡
Conclusion & Impact:Bisiklet gövdesi için ağırlık kıyası yapıldığında ise Al 2024’ün 1.5 kg değerindeki kütlesi ile diğer iki alaşıma nazaran daha hafif olduğu görülmüştür.
🔬Design:Araştırma Makalesi
📍Scope:2024 Verileri
⚙️Variables:Bisiklet gövdesi · statik analiz · modal analiz

Abstract

Bir bisikletin gövdesi, bisikletin temel yapısal elemanıdır ve diğer tüm bileşenlerin bu gövdeye monte edilmesiyle oluşur. Gövde, bisikletin çerçevesi olarak da adlandırılır ve bisikletin sağlamlığını, dayanıklılığını ve sürüş konforunu belirler. Bisiklet gövdesinin tasarımı, bisikletin kullanım amacına ve sürüş konforuna göre değişebilir. Bu makalede bisiklet gövdesine Al 2024, çelik 1020 ve yapısal çelik tanımlanarak 2250 N yükleme koşullarında önce statik analiz, sonrasında ise sırasıyla modal analiz ve harmonik analizler uygulanmıştır. Gerilme değerlerine göre harmonik analiz verileri incelendiğinde titreşim özellikleri incelenen bisiklet gövdesi analizi sonucunda doğal frekanslara göre en yüksek genlik Al 2024 için 0.34 mm olarak elde edilmiştir. Statik analiz sonucunda her üç malzeme için elde edilen bisiklet gövdesi gerilmelerin birbirine yakınlığı tespit edilmiş olup, bu analiz sonucunda elde edilen maksimum gerilmelere göre emniyet katsayıları hesaplandığında çelik 1020’nin 5.38 ile en yüksek değeri sunduğu görülmüştür. Modal analiz sonucunda hesaplanan doğal frekanslar değerlendirildiğinde ise elde edilen sonuçların her üç malzeme için birbirine yakın olduğu ve al 2024’ün 363,5 Hz ile en yüksek frekansı sunduğu görülmüştür. Bisiklet gövdesi için ağırlık kıyası yapıldığında ise Al 2024’ün 1.5 kg değerindeki kütlesi ile diğer iki alaşıma nazaran daha hafif olduğu görülmüştür.

Özet

Bir bisikletin gövdesi, bisikletin temel yapısal elemanıdır ve diğer tüm bileşenlerin bu gövdeye monte edilmesiyle oluşur. Gövde, bisikletin çerçevesi olarak da adlandırılır ve bisikletin sağlamlığını, dayanıklılığını ve sürüş konforunu belirler. Bisiklet gövdesinin tasarımı, bisikletin kullanım amacına ve sürüş konforuna göre değişebilir. Bu makalede bisiklet gövdesine Al 2024, çelik 1020 ve yapısal çelik tanımlanarak 2250 N yükleme koşullarında önce statik analiz, sonrasında ise sırasıyla modal analiz ve harmonik analizler uygulanmıştır. Gerilme değerlerine göre harmonik analiz verileri incelendiğinde titreşim özellikleri incelenen bisiklet gövdesi analizi sonucunda doğal frekanslara göre en yüksek genlik Al 2024 için 0.34 mm olarak elde edilmiştir. Statik analiz sonucunda her üç malzeme için elde edilen bisiklet gövdesi gerilmelerin birbirine yakınlığı tespit edilmiş olup, bu analiz sonucunda elde edilen maksimum gerilmelere göre emniyet katsayıları hesaplandığında çelik 1020’nin 5.38 ile en yüksek değeri sunduğu görülmüştür. Modal analiz sonucunda hesaplanan doğal frekanslar değerlendirildiğinde ise elde edilen sonuçların her üç malzeme için birbirine yakın olduğu ve al 2024’ün 363,5 Hz ile en yüksek frekansı sunduğu görülmüştür. Bisiklet gövdesi için ağırlık kıyası yapıldığında ise Al 2024’ün 1.5 kg değerindeki kütlesi ile diğer iki alaşıma nazaran daha hafif olduğu görülmüştür.

🔖

Cite This Article

Şener, A. Ş. (2025). EVALUATION OF FEA STATIC MODAL AND HARMONIC ANALYSIS OF A BIKE BODY DEFINED WITH 3 DIFFERENT MATERIALS. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, Cilt: 13 Sayı: 4, 1670–1679. https://doi.org/10.29109/gujsc.1580011

📄 Full Text PDF Viewer

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

References (28)

  1. Aunan, K., & Pan, X. (2021). The Role of Transportation in Urban Air Pollution: A Global Perspective. Environmental Pollution, 268, 115881. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2020.115881
  2. World Health Organization. (2021). Air quality and health. https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/air-quality-and-health
  3. Pucher, J., & Buehler, R. (2010). Walking and cycling in Western Europe and the United States: trends, policies, and future implications. American Journal of Public Health, 100(2), 261-270. https://doi.org/10.2105/AJPH.2008.157293
  4. Tan, W. H., Ashraf, M., Ooi, L. E., & Niresh, J. (2021, October). Static and Dynamics Analysis of Bicycle Frame. In Journal of Physics: Conference Series (Vol. 2051, No. 1, p. 012032). IOP Publishing.
  5. Karl Drais Invents the Two-Wheeled Bicycle- the First Personalized Mechanical Transport: History of Information"
  6. https://en.wikipedia.org/wiki/Bicycle Erişim Tarihi: 01.04.2023
  7. https://en.wikipedia.org/wiki/Bicycle_frame Erişim Tarihi: 01.04.2023
  8. Brown, Sheldon. "Glossary: Diamond Frame". Erişim Tarihi: 01.04.2023
  9. Bicycling; A way of life; Faster in town than going by car, bus, tube or on foot".
  10. Leitner, Horst. "Rear suspension for bicycles US5678837"
  11. https://www.sismanbisiklet.com/urun/29-aluminyum-ham-bisiklet-kadrosu Erişim Tarihi: 02.04.2023
  12. Covill, D., Begg, S., Elton, E., Milne, M., Morris, R., & Katz, T. (2014). Parametric finite element analysis of bicycle frame geometries. Procedia Engineering, 72, 441-446.
  13. Gupta, R., & Rao, G. V. R. S. (2016). Analysis of mountain bike frame by FEM. IOSR Journal Of Mechanical And Civil Engineering (IOSR-JMCE), 13(2), 1-12.
  14. Lin, C. C., Huang, S. J., & Liu, C. C. (2017). Structural analysis and optimization of bicycle frame designs. Advances in Mechanical Engineering, 9(12), 1687814017739513.
  15. Lin, C. C., Huang, S. J., & Liu, C. C. (2017). Structural analysis and optimization of bicycle frame designs. Advances in Mechanical Engineering, 9(12), 1687814017739513.].
  16. Tan, W. H., Ashraf, M., Ooi, L. E., & Niresh, J. (2021, October). Static and Dynamics Analysis of Bicycle Frame. In Journal of Physics: Conference Series (Vol. 2051 No. 1, p. 012032). IOP Publishing.
  17. Ugo, E. E., & Kwofie, S. (2021, June). Integrating Sustainability Analysis with Design: Case Study of Bicycle Frame. In 2011 North Midwest Section.
  18. Özcan, F. (2021). 3D Datasının Sonlu Elemanlar Metodu Uygulanarak Çarpma Testinin Gerçekleştirilmesi, Iyileştirme Yapılması ve Farklılıkların Gözlemlenmesi (Master's thesis, Marmara Universitesi (Turkey)).
  19. https://www.3ds.com/products-services/solidworks/
  20. https://www.ansys.com/
  21. The Finite Element Method: Its Basis and Fundamentals Yayıncı ‏: ‎ Butterworth-Heinemann; 7. basım (2 Ekim 2013)Dil ‏: ‎ İngilizce Ciltli Kapak ‏: ‎ 756 sayfa ISBN-10 ‏: ‎ 1856176339 ISBN-13 ‏: ‎ 978-1856176330
  22. Sarath, P., Deepak, A., Hrishikesh, H., & Jinuchandran, N. S. D. (2021). Stress analysis of bicycle frame using different materials by FEA. GRD JS Glob Res Dev J Eng, 6(7), 14-20.
  23. Fu, Z. F., & He, J. (2001). Modal analysis. Elsevier
  24. Ontaç, S. (2008). Finite element analysis of a micro satellite structure under vibration induced loads during launch (Master's thesis, Middle East Technical University).
  25. Katznelson, Y. (2004). An introduction to harmonic analysis. Cambridge University Press
  26. Bochner, S. (2005). Harmonic analysis and the theory of probability. Courier Corporation
  27. Karl Drais Invents the Two-Wheeled Bicycle- the First Personalized Mechanical Transport: History of Information"
  28. The Finite Element Method: Its Basis and Fundamentals Yayıncı ‏: ‎ Butterworth-Heinemann; 7. basım (2 Ekim 2013)Dil ‏: ‎ İngilizce Ciltli Kapak ‏: ‎ 756 sayfa ISBN-10 ‏: ‎ 1856176339 ISBN-13 ‏: ‎ 978-1856176330