Návrh topologicky optimalizované těhlice pro závodní pneumobil
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Tato práce řeší návrh odlehčených předních těhlic pneumobilu Javelin pomocí topologické optimalizace a jejich následnou výrobu aditivní technologií Selective Laser Melting. Materiálem, ze kterého jsou těhlice vyrobeny, je hliníková slitina AlSi10Mg. Topologicky optimalizované díly mají splňovat minimální bezpečnost 2, proto jsou návrhy podrobeny MKP napěťové a deformační analýze, při které je tato bezpečnost ověřena a stanovena maximální deformace. Vzhledem k parametrům brzdové soustavy byly navrženy dvě nesymetrické těhlice. Přesnost výroby byla ověřena prostřednictvím optické digitalizace. Obrobené těhlice byly připevněny na pneumobil a otestovány přímo na vozidle. Při testech ani následných závodech nedošlo k žádnému meznímu stavu a ukázaly se tak jako funkční. Hmotnost levé těhlice byla snížena z 1 609 g na 758 g, pravá byla odlehčena na 741 g.
This thesis deals with the design of lightweight front uprights of pneumobile Javelin using topology optimization, followed by manufacturing by additive technology Selective Laser Melting. Aluminium alloy AlSi10Mg was used. Topology optimized parts should have met the requirement of minimal safety factor equal to 2, therefore the stress strain analysis was performed using FEM. The maximal deformation was determined and the safety factor obtained. Two unsymmetrical uprights were designed due to parameters of the brake system. The precision of manufacturing was verified by optical digitization. Machined uprights were mounted on the pneumobile and tested directly on the vehicle. No limit states were observed during testing and subsequent races, so they proved to be fully functional. Weight of the left upright was reduced from 1 609 g to 758 g, the right one was lightened to 741 g.
This thesis deals with the design of lightweight front uprights of pneumobile Javelin using topology optimization, followed by manufacturing by additive technology Selective Laser Melting. Aluminium alloy AlSi10Mg was used. Topology optimized parts should have met the requirement of minimal safety factor equal to 2, therefore the stress strain analysis was performed using FEM. The maximal deformation was determined and the safety factor obtained. Two unsymmetrical uprights were designed due to parameters of the brake system. The precision of manufacturing was verified by optical digitization. Machined uprights were mounted on the pneumobile and tested directly on the vehicle. No limit states were observed during testing and subsequent races, so they proved to be fully functional. Weight of the left upright was reduced from 1 609 g to 758 g, the right one was lightened to 741 g.
Description
Citation
MENDE, M. Návrh topologicky optimalizované těhlice pro závodní pneumobil [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2019.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Základy strojního inženýrství
Comittee
doc. Ing. David Paloušek, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Martin Vrbka, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Jan Brandejs, CSc. (člen)
Ing. Aneta Zatočilová, Ph.D. (člen)
Ing. Zbyněk Strecker, Ph.D. (člen)
Ing. David Nečas, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2019-06-13
Defence
Student prezentoval výsledky své práce a zodpověděl dotazy:
Dotaz:
1)Proč byl výsledný díl podroben tepelnému zpracování? – zodpovězeno
2)Můžete navrhnout optimální postup při modifikaci sítě ? – zodpovězeno
Doc.Vrbka – Proč nebylo počítáno na vysokocyklovou únavu ? Existuje analýza kolik cyklů tato těhlice za svoji životnost udělá? – zodpovězeno
Ing.Nečas Ph.D. – Dotaz na dynamické účinky během závodu? – zodpovězeno
Použil jste deformační nebo silovou variantu MKP? – zodpovězeno
Doc.Paloušek – Je nutné navržené tepelné zpracování provést ? Dotaz na Youngův modul, vlastnosti po tepelném zpracování ? – zodpovězeno
Ing.Zatočilová Ph.D - Jaký jiný materiál byste doporučil k výrobě této těhlice? – zodpovězeno
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení