Análisis de la influencia del ciclista en el comportamiento dinámico de la bicicleta

Abstract

Este trabajo tiene objetivo principal el análisis de la influencia del comportamiento del ciclista en la dinámica de la bicicleta. Para ello se hará uso de la dinámica de sistemas multicuerpo. La dinámica directa permite resolver mediante ecuaciones diferenciales obtener la respuesta de un sistema mecánico en función de las acciones que éste sufra como puede ser un giro en el manillar o el pedaleo del ciclista. Motivo por el cuál la dinámica directa es de gran utilidad ya que permite preveer cualquier hipotético caso. Para plantear el sistema de ecuaciones diferenciales, se utilizarán las ecuaciones de Newton-Euler, para las cuales será necesario el uso de un programa de cálculo numérico, en este caso MATLAB, en el cual se trabajará de forma simbólica. Una vez se tenga resuelta la dinámica, se podrá evaluar el comportamiento de la bicicleta en función de la velocidad inicial de la bicicleta o de las acciones del ciclista (pedaleo, vuelco y giro del manillar) Este estudio se centrará en el comportamiento de la bicicleta cuando está girando. Para ver la influencia del ciclista se analizarán diferentes casos como son, variar la masa del ciclista, variar la inercia y por último variar la posición del centro de gravedad. Los cuales no serán determinantes en el comportamiento de la bicicleta, tal y como se muestra en este trabajo.

This work has as main objective the analysis of the influence of the cyclist's behavior on the dynamics of the bicycle. This will make use of the dynamics of multibody systems. The direct dynamics allows to solve by means of differential equations to obtain the answer of a mechanical system in function of the actions that this one undergoes as it can be a turn in the handlebar or the pedaling of the cyclist. Reason why direct dynamics is very useful since it allows to anticipate any hypothetical case. To propose the system of differential equations, the Newton-Euler equations will be used, for which it will be necessary to use a numerical calculation program, in this case MATLAB, in which it will work symbolically. Once the dynamics are resolved, the behavior of the bicycle can be evaluated based on the initial speed of the bicycle or the cyclist's actions (pedaling, turning and turning the handlebar) This study will focus on the behavior of the bicycle when it is spinning. To see the influence of the cyclist, different cases will be analyzed, such as, vary the mass of the cyclist, vary the inertia and finally vary the position of the center of gravity. Which will not be decisive in the behavior of the bicycle, as shown in this work.