In den Sommermonaten begegnet man Ihnen überall: Den Radfahrern – auf dem Weg zur Arbeit, zum Einkaufen, ins Kino, zu Freunden oder gar sportlich ins Grüne. So unterschiedlich die Aktivitäten, so unterschiedlich die Fahrräder: Vom gewöhnlichen Drahtesel, angesagtem Hollandrad, flinkem Rennrad, robustem Mountainbike bis hin zum Lastenrad. Und nicht zu vergessen, die bereits serienreif elektrifizierten Pedelecs und E-Bikes.
An dieser Stelle eine kleine Statistik: Im Jahr 2016 gab es 73 Millionen Fahrräder in Deutschland [1] und das bei ca. 82 Millionen Einwohnern [2]. Zum Vergleich: Die Anzahl der PKW in Deutschland Anfang 2017 wird mit 45,804 Millionen angegeben [3].
Sind auch Sie vom Lifestyle Virus Fahrrad infiziert und treten in die Pedale von einem der 73 Millionen Fahrräder?
Dann kennen Sie sicherlich auch die alltäglichen Kämpfe um Recht und Rücksichtnahme im heutigen Verkehr. Ist es nicht der Verkehr, dann sind es Dinge wie Schlaglöcher, die das Leben der Fahrradfahrer erschweren.
Für die ersteren Themen kommt die Politik ins Spiel: Von möglichen Fahrverboten in den Großstädten im Rahmen von Luftreinhalteplänen und an Zulauf gewinnenden Fahrradinitiativen wie zum Beispiel das Dienstfahrrad-Konzept JobRad bei Dassault Systèmes haben die meisten von uns schon gehört.
Spätestens beim Schlagloch kommt die Technik ins Spiel! In dieser Situation haben Sie sich bestimmt schon gefragt, wie oft das ihr Fahrrad noch mitmachen wird. Richtig?
In aktuellen Fahrradmodellen steckt so einiges an Technologie und Ingenieur-Know-How.
So erfreuen sich Fahrradmessen mit ihren jährlichen Neuigkeiten, bei Fach- und Freizeitpublikum immer größerer Beliebtheit. Dabei führen Markttrends immer häufiger zu kompletten Neuentwicklungen. Ein gutes Beispiel ist die Einführung der 29er Mountainbikes mit 29 Zoll Laufrädern (statt 26 Zoll), die wiederum komplett neue Rahmengeometrie und Anbauteile für die gewünschten „neuen“ Fahreigenschaften nötig machen. Oder die erfolgreiche Elektrifizierung, die die neuen Akkupacks und den Elektromotor am Fahrradrahmen unterbringen, diesen maßgeblich verändern, aber immer noch Fahrräder mit guter Fahrdynamik hervorbringen.
Durch kürzere Produktentwicklungszyklen gepaart mit neuen anspruchsvollen Materialien (z.B. Carbon) spielt der virtuelle Produktentwicklungsprozess eine immer wichtigere Rolle. Hier helfen die Lösungen von Dassault Systèmes möglichst früh in der Entwicklung die richtigen Entscheidungen zu treffen und dabei Zeit und Geld einzusparen.
Ein wichtiger Grundstein für ein gutes funktionales Produktdesign ist die Kenntnis der während einer Produktlebensdauer auftretenden Kräfte und Belastungen. Noch einmal zurück zum Schlagloch: Welche Kräfte wirken auf das Laufrad, den Fahrradrahmen und das gesamte Fahrrad wenn man durch ein Schlagloch fährt? Wie wichtig sind dabei z.B. die Geschwindigkeit und das Gewicht des Fahrers?
Mit diesen Belastungserkenntnissen lassen sich mit Simulationstools wie SIMULIA Abaqus die physikalischen Eigenschaften und KPIs des Fahrraddesigns virtuell untersuchen. Durch virtuelle physikalische Tests kann die Anzahl realer Prototypen reduziert werden und bessere Designs schneller entwickelt werden. Mit jedem virtuellen Test lassen sich Designschwachpunkte identifizieren und beheben. Dieser manuelle, iterative Prozess lässt sich in vielen Fällen auch mit Hilfe von Design Automatisierung (SIMULIA Isight) und Functional Generative Design Methoden wie der Strukturtopologieoptimierung oder Gestaltoptimierung (SIMULIA Tosca Structure) durch clevere Algorithmen weiter beschleunigen: Hierbei hilft die physikalische Simulation dem Ingenieur bei der richtigen Dimensionierung und Formgebung der Bauteile.
Natürlich gibt es weit größere Belastungen und Missbrauchslastfälle als bei einem Schlagloch. Denken Sie nur an Fahrmanöver wie kleinere oder größere Sprünge und andere verrückte Dinge. Damit auch diese „Anwendungsfälle“ keine Probleme für Bike und Fahrer sind nutzt unser Kunde Trek Bicycles CATIA und SIMULIA Simulationstools. Gewicht und Steifigkeit der neuen Produkte lassen sich vorab zuverlässig bestimmen und das Fahrraddesign erfolgreich verbessern.
Lesen Sie mehr dazu in unserer Trek Bicycles Case Study! Unter anderem wird beschrieben, wie zunächst die Belastungen und Kräfte mit Hilfe von True-Load (Wolf Star Technologies) auf der realen Strecke gemessen werden. Diese Daten werden dann in der Produktentwicklung mit SIMULIA Lösungen genutzt. Ziel ist die schnelle Marktreife für innovative Fahrräder.
Denken Sie doch einfach beim nächsten Schlagloch an die clevere Technologie, die für ihr ungetrübtes Fahrerlebnis sorgt. Treten Sie in die Pedale!
