3. RESULTS3.1 Application of Sphere

3. RESULTS
3.1 Application of Sphere (stress gauge) Influences to the Selected Point

For the validation considered equivalent stress(Von-Mises). Point was selected on the surface of the crank 150mm from the end point. For that point, equivalent stress(Von- Mises) was observed using FEA design modeller and hand calculation. Hand calculated value and FEA values were used to validate the model.
Default stress of that the selected point (150mm from end) is 283.8MPa. 5mm sphere was formed around the selected point and studied behavior of sphere influence. Selected 4mm,3mm,2mm,1mm and 0.5mm and refinement was done to find a convergence value if equivalent stress. Equivalent stress values were different with default mesh values for the validation.

From above graph selected 308MPa as the convergence of Von-Mises or Equivalent stress.


3.2 Reasons for Deviations of Equivalent Stress:
The crank was considered as a beam with rectangular cross section. In real case it is not a rectangular and by the side there are two circular holes. For hand calculations those holes were neglected and considered both were filled with material. In hand calculation considered all edges were sharpen but in CAD model there were no sharp edges all are curved.
Mass and volume of the two sections were different.
Geometry was different in both cases. In hand calculation not considered any chamfers and curved surfaces but considered all in FEA


3.3 Design Changes
According to above figure there is maximum stress in sharp edges in the crank near to fixed hole so need to apply some fillets on sharp edges and more thicken near to fixed hole than the pedal fixing hole by adding material ( crank has a tapered shape).

In between crank and pedal, the contacting point there is also maximum stress. To reduce the stress need to increase the area of the shaft. So it can be tapered after passing that point. If not, weight of the crank will increase and it can be caused to increase the cost and finally need to have high cycling power


At the end points of the crank and pedal there are sharp corners should be chamfered to reduce the stress.
Lightness and stiffness also important parameters should be controlled. Lightness of the crank is important. Materials can be reduced from bottom side of the crank. Then power required to cycling the bicycle is less. That is an advantage for patient who rides the bicycle.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

3. ผลลัพธ์3.1 ใช้อิทธิพลทรงกลม (มาตรวัดความเครียด) ไปยังจุดที่เลือกสำหรับการตรวจสอบถือว่าเทียบเท่า stress(Von-Mises) เลือกจุดบนพื้นผิวของข้อเหวี่ยง 150 มม.จากจุดสิ้นสุด สำหรับจุดที่ เทียบเท่าความเครียด (Von - Mises) ถูกตรวจสอบโดยใช้คำนวณออกแบบ FEA modeller และมือ มือคำนวณค่าและ FEA ค่าใช้ในการตรวจสอบรูปแบบเริ่มต้นความเครียดของจุดที่เลือก (150 มม.จาก) 283.8MPa ทรงกลม 5 มม.ที่ถูกสร้างขึ้นรอบจุดที่เลือก และศึกษาลักษณะของทรงกลม เลือก 4mm, 3mm, 2mm, 1mm และ 0.5 มม. และทำเพื่อหาค่าบรรจบกันถ้าเทียบเท่าความเครียด ค่าเทียบเท่าความเครียดได้แตกต่างกับค่าตาข่ายเริ่มต้นสำหรับการตรวจสอบกกราฟเลือก 308MPa เป็นการบรรจบกันของ Von Mises หรือเทียบปัญหา3.2 สาเหตุความแตกต่างเทียบเท่าความเครียด:ข้อเหวี่ยงถูกถือว่าเป็นลำแสงที่มีหน้าตัดสี่เหลี่ยม ในกรณีที่จริง มันไม่เป็นสี่เหลี่ยม และข้าง มีรูกลมสอง สำหรับ คำนวณหลุมเหล่านั้นถูกละเลย และพิจารณาทั้งสองเต็มไป ด้วยวัสดุ ในการคำนวณถือว่า ทั้งขอบคมชัด แต่ในรูปแบบ CAD มีขอบไม่คมทุกโค้งมวลและปริมาตรของส่วนสองแตกต่างกันรูปทรงไม่แตกต่างกันในทั้งสองกรณี ในมือคำนวณไม่พิจารณาใด ๆ chamfers และโค้งพื้นผิว แต่พิจารณาในท3.3 เปลี่ยนแปลงออกแบบตามข้างรูปมี ความเครียดสูงสุดในขอบคมในข้อเหวี่ยงอยู่ใกล้หลุมถาวรจึงจำเป็นต้องใช้แล่บางคม และเติมข้นอยู่ใกล้หลุมถาวรกว่าคันแก้ไขหลุม โดยเพิ่มวัสดุ (ข้อเหวี่ยงมีรูปร่างเรียว)ระหว่างข้อเหวี่ยงและเหยียบ จุดติดต่อมีเป็นความสามารถสูงสุด เมื่อต้องการลดความเครียดต้องเพิ่มพื้นที่ของเพลา ดังนั้น มันสามารถจะเรียวหลังจากผ่านจุดนั้น ถ้าไม่มี น้ำหนักของข้อเหวี่ยงจะเพิ่มขึ้น และอาจเกิดการเพิ่มต้นทุน และสุดท้าย ต้องปั่นพลังสูงที่จุดสิ้นสุดของข้อเหวี่ยงและคัน มีคมมุมควร chamfered การลดความเครียดควรควบคุมพารามิเตอร์ที่สำคัญยังมีความสว่างและตึง น้ำหนักเบาด้ามเป็นสิ่งสำคัญ วัสดุสามารถลดได้จากด้านล่างของด้าม แล้ว ต้องขี่จักรยานจักรยานไฟฟ้าจะน้อยกว่า ที่เป็นประโยชน์สำหรับผู้ป่วยที่ขี่จักรยาน

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

3. ผลการทดลอง
3.1 การประยุกต์ใช้ของทรงกลม (วัดความเครียด) อิทธิพลไปยังจุดที่เลือกสำหรับการตรวจสอบการพิจารณาความเครียดเทียบเท่า (ฟอนคะเน) ได้รับเลือกจุดบนพื้นผิวของ 150mm ข้อเหวี่ยงจากจุดสิ้นสุด สำหรับจุดที่ความเครียดเทียบเท่า (Von- คะเน) พบว่าการใช้หุ่นจำลองการออกแบบและการคำนวณ FEA มือ มือและค่าที่คำนวณ FEA ค่าถูกนำมาใช้ในการตรวจสอบรูปแบบ. เริ่มต้นของความเครียดที่จุดที่เลือก (150mm จากปลาย) เป็น 283.8MPa ทรงกลม 5mm ถูกสร้างขึ้นรอบ ๆ จุดที่เลือกและพฤติกรรมของทรงกลมที่มีอิทธิพลต่อการศึกษา เลือก 4mm, 3mm, 2mm, 1mm และ 0.5mm และการปรับแต่งที่ได้กระทำเพื่อหาค่าบรรจบถ้าความเครียดเทียบเท่า ค่าความเครียดเทียบเท่าที่แตกต่างกันมีค่าตาข่ายเริ่มต้นสำหรับการตรวจสอบ. จากด้านบนของกราฟที่เลือกเป็น 308MPa การบรรจบกันของฟอนคะเนหรือความเครียดเทียบเท่า. 3.2 เหตุผลในการเบี่ยงเบนของความเครียดเทียบเท่า: ข้อเหวี่ยงได้รับการพิจารณาเป็นลำแสงที่มีส่วนข้ามสี่เหลี่ยม ในกรณีที่จริงมันไม่ได้เป็นสี่เหลี่ยมและด้านข้างมีสองหลุมวงกลม สำหรับการคำนวณมือหลุมเหล่านั้นถูกละเลยและคิดว่าทั้งสองกำลังเต็มไปด้วยวัสดุ ในมือถือว่าคำนวณขอบทั้งหมดถูกคมชัด แต่ในแบบจำลอง CAD ไม่มีขอบคมทุกโค้ง. มวลและปริมาณของทั้งสองส่วนที่แตกต่างกัน. เรขาคณิตที่แตกต่างกันในทั้งสองกรณี ในการคำนวณมือไม่ถือว่า chamfers ใด ๆ และพื้นผิวโค้ง แต่การพิจารณาทั้งหมดใน FEA 3.3 การเปลี่ยนแปลงการออกแบบตามรูปที่ดังกล่าวข้างต้นมีความเครียดสูงสุดขอบคมชัดในข้อเหวี่ยงอยู่ใกล้กับหลุมคงที่จึงไม่จำเป็นต้องใช้เนื้อบางอย่างเกี่ยวกับขอบคมและอื่น ๆ ข้นอยู่ใกล้กับ หลุมคงที่กว่าเหยียบแก้ไขหลุมโดยการเพิ่มวัสดุ (ข้อเหวี่ยงมีรูปร่างเรียว). ในระหว่างที่ข้อเหวี่ยงและเหยียบจุดติดต่อยังมีความเครียดสูงสุด เพื่อลดความเครียดจะต้องมีการเพิ่มพื้นที่ของเพลา เพื่อที่จะสามารถเรียวหลังจากผ่านจุดนั้น ถ้าไม่ได้น้ำหนักของข้อเหวี่ยงจะเพิ่มขึ้นและมันสามารถเกิดการเพิ่มค่าใช้จ่ายและในที่สุดก็จะต้องมีอำนาจในการขี่จักรยานสูงที่จุดสิ้นสุดของข้อเหวี่ยงและเหยียบมีมุมคมควรจะมุมเพื่อลดความเครียด. ความสว่างและความแข็ง นอกจากนี้ยังมีตัวแปรที่สำคัญควรมีการควบคุม ความสว่างของข้อเหวี่ยงเป็นสิ่งที่สำคัญ วัสดุสามารถลดลงได้จากด้านล่างของข้อเหวี่ยง แล้วพลังงานที่จำเป็นในการขี่จักรยานจักรยานน้อย นั่นคือประโยชน์สำหรับผู้ป่วยที่ขี่จักรยานด้วย