Optimal Shape for Handlebar Brackets Suitable for Machining

Abstract

Masteroppgaven Optimal form av styrebrakett egnet for maskinering tar for seg oppgaven a ̊ gjennomføre en strukturell optimalisering av styrebraketten til en motorsykkel. Styre- braketten til en Ducati Multistrada 1260 skulle optimaliseres. Ma ̊let med optimaliser- ingprosessen var a ̊ redusere vekten ved a ̊ redusere materialvolum uten a ̊ kritisk redusere komponentens strukturelle integritet.

Spesialiseringprosjektet med samme navn fokuserte pa ̊ formoptimalisering. Det ble bestemt i spesialiseringprosjektet at andre former for strukturell optimalisering skulle utforskes og topologioptimalisering ble valgt til masteroppgaven.

Modeller av den orginale styrebraketten og en kritisk dimensjonerende lasttilfellet ble gitt til oss fra Ducati. Topologioptimaliseringen ble satt opp basert pa ̊ en designomra ̊de tilsvarende de originale delene samt lasttilfellet. Siemens NX Topology Optimization ble brukt for a ̊ utføre topologioptimaliseringen. Randbetingelser sørget for at de optimaliserte delene var mulig a ̊ produsere med tradisjonelt maskineringsutstyr.

Det endelige designet var basert pa ̊ strukturelle mønster som fremkom av topologiopti- maliseringen. Modelleringen av det nye designet ble gjort fra bunnen av i SolidWorks. Referansema ̊linger ble utført av de originale delene i Siemens NX. Det endelige designet ble analysert i Siemens NX og sammenlignet med referansema ̊lingene. Den nye modellen ble justert og endret til tilfredsstillende resultater ble møtt. Resultatet av optimaliseringen gav en vektreduksjon pa ̊ 182.6g som svarer til 35.3% vektbesparelse.

The Master Thesis Optimal Shape for Handlebar Brackets Suitable for Machining sets the task of structural optimization of a motorbike handlebar bracket. The handlebar bracket of the Ducati Multistrada 1260 was the subject for the optimization. Goals of the structural optimization process was to reduce material volume and thereby reducing weight, while at the same time keeping structural integrity.

The specialization project with the same name as the master thesis focused on shape opti- mization. It was decided to explore other methods of structural optimization and topology optimization was selected for the master thesis.

Initial models of the handlebar bracket and the critical, dimensioning load case was pro- vided by Ducati. Topology optimization was set up based on a design space similar to the original parts and the load case. Topology optimization was performed in Siemens NX Topology Optimization. Constraints ensured producebility of the handlebar bracket with conventional machining equipment.

The final design was based on resulting distinct features from the topology optimization process. Modelling of the final design was done from ground up in SolidWorks. Bench- marking of the original model was performed in Siemens NX. The new part was analysed in Siemens NX and compared against the benchmark. The final model was tweaked to satisfactory structural result was met. Results of optimization gave a weight reduction of 182.6g which answers to 35.3% weight saving.