유한요소법을 활용한 맞춤형 자전거 설계

장성욱 교수

동의대학교 자동차공학과

2024년 11월 07일

평점 :

기술용어통 전문가 칼럼

1. 맞춤형 자전거

 

자전거 시장의 빠른 성장 속에서, 다양한 유형의 자전거가 등장하고 있습니다. 전기 자전거, 조립형 자전거, 완성형 자전거, 그리고 공유 자전거 서비스인 카카오 바이크 등이 주목 받고 있습니다. 소비자들은 이러한 다양한 옵션들 중에서 자신만의 개성을 반영한 맞춤형 자전거를 소유하고 싶어하는 경향이 있습니다. 그러나 현재 자전거 시장에서 제공되는 완성품 자전거들은 특정한 프레임 사이즈로 한정되어 있어, 개인의 신체 치수에 맞춘 자전거를 찾기 어렵습니다. 또한, 일반적으로 맞춤형 자전거를 구매하는 것은 높은 비용이 따르는 경우가 많아 경제적인 부담이 있습니다. 

 

이에 대응하여, 맞춤형 자전거 제작을 시작부터 제공하는 것은 소비자들에게 큰 만족감을 줄 수 있습니다. 맞춤형 자전거 제작에는 다양한 방법과 창의적인 접근이 필요하며, 지속적인 아이디어 도출과 시행 착오를 통해 완성도를 높여가야 합니다. 소비자들의 다양한 욕구를 충족시키기 위해서는 적극적인 시장 조사와 피드백 수렴이 필수적입니다.

 

또한, 경제적인 측면에서도 소비자들이 부담 없이 맞춤형 자전거를 구매할 수 있는 가격 정책을 마련하는 것이 중요합니다. 이러한 노력을 통해 맞춤형 자전거 시장에서 경쟁 우위를 차지할 수 있을 것으로 기대됩니다. 

 

 

그림1. 전세계 전기자전거 시장 규모

 

그림1. 전세계 전기자전거 시장규모

 

그림2. 공유자전거 시장

 

그림2. 공유자전거 시장

 

 

2. 맞춤형 자전거 설계 방법

 

Bike 프레임에 대한 용어 정리

 

맞춤형 자전거를 제작하기 전에, 자전거 프레임에 대한 용어를 소개하겠습니다. 현대 자전거에서 일반적으로 사용되는 프레임 형태는 다이아몬드 프레임으로 알려져 있습니다. 이 다이아몬드 프레임에는 Head tube, Fork, Top tube, Down tube, Seat tube, Seat stays, Chain stays가 포함되어 있습니다. 안장을 기준으로 앞쪽에는 Head tube, Fork, Top tube, Down tube, Seat tube가 위치하며, 뒤쪽에는 Seat stays와 Chain stays가 한 쌍으로 배치됩니다. 이러한 용어 정리를 통해 다이아몬드 프레임의 기본 구성을 이해할 수 있습니다. 

 

 

그림3. 다이아몬드 프레임

 

그림3. 다이아몬드 프레임

 

 

그림4. 프레임 용어

 

그림4. 프레임 용어

 

 

BikeCAD를 이용한 신체 치수에 맞는 프레임 설계

 

자신에게 맞는 자전거를 제작하기 위해 BikeCAD (https://www.bikecad.ca/)라는 프로그램을 활용할 수 있습니다. BikeCAD는 직관적인 아이콘으로 구성되어 있어 사용자가 쉽게 배울 수 있는 특징이 있습니다. 먼저, 자신의 신체 치수를 측정해야 합니다. 치수를 측정하기 위해서는 줄자를 사용하여 두 번째 그림에 나온 A, B, C, D, E, F에 대한 치수를 측정하면 됩니다. 측정한 치수를 입력한 후, 오른쪽에 있는 "Apply to BikeCAD model"을 클릭하면 자전거 프레임이 입력한 치수에 맞게 변경될 수 있습니다. 

 

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