Nonlinear Finite Element Analysis of Bicycle Saddles with Parametric Modeling: Simulation of Human-Saddle Contact and Stress Distribution

This thesis focuses on the development of a parametric modeling and automated model generation approach for finite element models in Abaqus through Python scripting. The main objective is to convert repetitive and time-consuming pre-processing operations into a parametric, automated, and easily updatable workflow capable of consistently generating complex models from different geometric and mechanical configurations. The contact between a bicycle saddle and a pelvis–thigh model is adopted as the case study, since it represents a problem characterized by large deformations, multiple contacts, and strong geometric nonlinearity. The proposed procedure automates CAD geometry import, material assignment, mesh generation, interaction definition, and boundary condition setup. The results demonstrate that the workflow can produce complete, consistent, and analysis-ready models, confirming the effectiveness of automated model generation as a valuable tool for improving efficiency, repeatability, and reliability in parametric numerical analyses.

Questa tesi è incentrata sullo sviluppo di un approccio di parametric modeling e automated model generation per modelli agli elementi finiti in Abaqus, mediante scripting Python. L’obiettivo principale è trasformare le operazioni ripetitive e onerose del pre-processing in un flusso di lavoro parametrico, automatico e aggiornabile, capace di generare in modo coerente modelli complessi a partire da diverse configurazioni geometriche e meccaniche. Come caso di studio è stato considerato il contatto tra sella di bicicletta e modello pelvi–coscia, un problema caratterizzato da grandi deformazioni, contatti multipli e forte non linearità geometrica. La procedura sviluppata automatizza l’importazione delle geometrie CAD, l’assegnazione dei materiali, la generazione della mesh, la definizione delle interazioni e l’impostazione delle condizioni al contorno. I risultati dimostrano che il workflow proposto consente di produrre modelli completi, consistenti e pronti per l’analisi, confermando l’efficacia della generazione automatizzata del modello come strumento per migliorare efficienza, ripetibilità e affidabilità nelle analisi numeriche parametriche.