공대 자전거 설계 레포트

설계시, 프롻임 직경과 두께는 막연하게 임의로 선택 할 수가 없어 조원들이 가지고 있는 3대의 자전거 평균 두께를 계산하여 선택하게 되었다. 이는 미니벨로 이동 시 미니벨로를 손 안에 쉽게 움켜쥘 수 있는 치수이다. (직경 30mm 두께 3mm)
후반부에 부연설명을 하겠지만 안전계수왿� 항복강도를 통하여 허용하중까지 고려한 결과 직경은 30mm에 두께는 1mm까지 줄여도 안전하다는 결과가 산출되어 최종적으로 직경 30mm에 두께는 1mm로 결정하게 되었다. 그리고 안장에서 페달 중심까지의 거리는 65cm로 결정하였는데 이는 조원들 평균 다리길이 75cm(굽혔을 때 55cm)를 고려한 길이이다.

프롻임의 소재를 선택함에 있어서 우리조에서는 타 금속보다 가볍고 튼튼한 티타늄을 사용하였다. 장거리 이동 때 다른 운송수단에 휴대 할 수 있도록 경량화 하는 것이 목표였고 앞으로 미니벨로의 수요층이 젊은 남성 뿐 아니라 여성, 어린이에 까지 폭이 넓어 질것 이란 예상 때문이었다.



Ⅳ. 안전율에 대해서.

1) 안전율이란?

기계의 일부분이나 구조물에 작용하는 최대응력은 언제나 탄성한도 이내이어야 하중을 가한 후 이를 제거했을 때 영구 변형이 생기지 않는다. 기계의 운전이나 구조물의 작용이 실제적으로 안전한 범위 내에서 작용하고 있는 응력을 사용응력(working stress)이라 하고 재료를 사용함에 있어 허용할 수 있는 최대응력을 허용응력(allowable stress)이라 한다. 사용응력은 허용응력보다 작아야 하며 허용응력은 탄성한도보다 작아야 한다.
최대응력과 허용응력의 비, 또는 항복응력과 허용응력의 비를 안전율(safety factor, S)라 하며, 다음 관계식을 갖는다.

안전율은 재료의 불균일 및 응력계산 등에 대한 부정확성을 보충하고 각 부분이 충분한 안전율을 고려함으로써 안전하고 경제적인 치수 결정에 중요한 역할을 한다. 안전율은 연성재료에서는 항복응력을 고려하고 취성재료에서는 최대응력을 고려하며, 고온에서는 크리프(creep)한도를 고려하는 것이 좋다.