JoVE Journal > Engineering
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
русский

Automatically Generated
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Engineering

Структурное проектирование и изготовление крейсера класса солнечного автомобиля

Published: January 30, 2019
doi:
10.3791/58525
, , , , ,
1Department of Industrial Engineering,Università di Bologna, 2CIRI MAM,Università di Bologna, 3CIRI AERO,Università di Bologna

Summary

В этой работе некоторые аспекты связанных с процессом структурных дизайн полный-углеродного волокна армированной подробно пластиковых солнечный автомобиль, сосредоточив внимание на монокок шасси, рессоры, и транспортное средство в целом во время сбоя теста.

Abstract

Крейсера, нескольких пассажиров солнечной автомобилей, которые задуманы конкурировать на большие расстояния (более 3000 км) солнечной гонок основанных на наилучший компромисс между потреблением энергии и полезная нагрузка. Они должны выполнять правила гонки Габариты, размер панели солнечных батарей, функциональность и безопасности и структурных требований, а формы, материалы, трансмиссии, и механики, считаются на усмотрение дизайнера. В этой работе подробно изложены наиболее важные аспекты процесса конструкции полный углеродного волокн усиленная Пластиковые солнечной транспортного средства. В частности протоколы, используемые для дизайна ламинирования последовательности шасси, структурный анализ рессоры и численное моделирование краш тест транспортного средства, включая каркас безопасности, описаны. Сложности методологии проектирования армированных волокном композитных конструкций компенсируется возможность пошива их механические характеристики и оптимизации общий вес автомобиля.

Introduction

Солнечный автомобиль-солнечных батареях автомобиль используется для наземного транспорта. Первый солнечный автомобиль был представлен в 1955 году: он был крошечный 15-дюймовая модель, состоящий из 12 селен фотоэлектрических элементов и небольшой электрический мотор1. После успешной демонстрации были предприняты большие усилия во всем мире, чтобы доказать целесообразность солнечной устойчивой мобильности.

Дизайн солнечного автомобиля2 ограничили количество ввода энергии в машину, которая в обычных условиях весьма ограничено. Некоторые прототипы были разработаны для общественного пользования, хотя не автомобили, прежде всего руководствовался солнца доступны коммерчески. На самом деле солнечные автомобили кажется далеко от общего использования в повседневной жизни, с учетом их текущих ограничений, особенно с точки зрения затрат, диапазон и функциональность. В то же время, они представляют действительный испытательном стенде для разработки новых методологий, на уровне проектирования и производства, сочетая технологии, обычно используется в передовых промышленных секторах, таких, как аэрокосмическая, альтернативной энергии, и Автомобильные. Кроме того большинство солнечных автомобилей были построены для солнечной автомобильных гонок, благородных события во всем мире, участниками которого являются главным образом университеты и исследовательские центры, которые обладая исследования оптимальных решений для каждой технической проблемы. В частности организаторы самых важных конкурсов (например, мир Solar Challenge) уже внедряют стратегию развития положений гонки, которые призваны принести эти экстремальные автомобили как можно ближе к более традиционным транспортные средства. Конкретно, после многих лет в котором транспортные средства были сингл seaters и разработан путешествовать маршрут как быстро, как возможно, возникающим Категория Крузер был недавно представил и разработан для эффективной транспортировки более пассажиров.

Для этих транспортных средств технические требования стали еще более жесткими. В самом деле не только они должны гарантировать максимальную энергоэффективность, но они должны также соблюдать более сложных технических условий, связанных с различной функциональностью. Например возможность транспортировки большее количество пассажиров делает его более трудным гарантировать условия безопасности и управляемости автомобиля. Стремимся производится более сложным из-за общего увеличения веса и необходимость вставить гораздо больше батарею, в то время как внутренние пробелы должны быть сокращены, что делает позиционирования сложной механики.

Новая философия дизайна необходимо подходить, включая различные концепции использования материалов и производства. Во-первых материалов должен быть выбран на основании высокая удельная прочность и, как прямое следствие, пластмассы волокна углерода армированного представляют собой оптимальное решение. Кроме того конкретные ухищрений в дизайн должен быть реализован.

В настоящей статье изображены процедур, используемых для разработки некоторых из наиболее важных структурных частей солнечной транспортного средства, например его монокок шасси, подвеска и даже вычислительной краш тест. Окончательной сферы является быстро получить солнечный автомобиль с наименьшими весом, в компромисс с правилами аэродинамики и гонки.

Очевидно Поиск оптимального материала с точки зрения соотношения между сопротивлением и вес ограничивается технологии, которая является автоклавного формования Углепластика препрегов. Цель выбранных методов является быстрое определение оптимальный выбор материала с точки зрения типологии слойные внутри ряд ограниченных возможностей и формования. В самом деле, проектирование с композиционными материалами подразумевает одновременный выбор разделов геометрических свойств, конкретного материала и подходящие технологии (в случае представленные здесь, что определяется заранее, как это часто бывает).

Несколько известных дальней производительности соревнования для солнечных электрических транспортных средств были проведены во всем мире в последние десятилетия с участием топ рейтинг университетов и исследовательских центров, которые являются основными агентами содействие для развития такой мобильности технология. Однако конкурентоспособности, которая работает в этой области исследований в союзе с интеллектуальной собственности границ является серьезно ограничивающим фактором для распространения знаний по этому вопросу. По этой причине, обзор литературы на солнечный автомобиль Дизайн счета для ссылки на несколько (и иногда устаревшей), даже когда весь исследований основаны на это обследование3, который является, почему поощряются реализации работ, таких как настоящего.

Независимо совершенствуется какой аспект дизайна транспортного средства, всегда преследует общую цель: достижение более эффективного использования энергии. Продуктивной изменения в конструкции не всегда основаны на передовые технологии, как они могут быть просто основаны на механике как снижение центра тяжести транспортного средства для повышения ее стабильности, (что особенно важно для соревнований, проведенных в пустыне 4 регионах из-за боковой ветер порывы5) или снижения веса автомобиля частей6-из которых 10% общего снижения веса в электрических транспортных средств может вывести до 13,7% в области энергосбережения7. Также часто стратегии тщательного энергии используются в гонке события обеспечить максимально возможную производительность, где можно получить захватывающие максимальная скорость 130 км/ч и одного обвинения, которые длятся более 800 км в крейсер класса автомобилей8.

Изучение автомобиля аэродинамики5,9,10 важно заверить мало сопротивления воздуха и гладкость во время вождения, где основные аспекты контролироваться являются снижение коэффициента сопротивления для разрешить машину для перемещения во время тратить меньше энергии и коэффициент лифта, которые должны храниться отрицательное, чтобы гарантировать, что автомобиль безопасно и стабильно прикреплен к земле, даже на более высоких скоростях.

Еще один важный параметр разрабатываться является система подвески, которая обычно применяется в обычных автомобилях с единственной целью предоставления комфорт, стабильность и безопасность, но в солнечных автомобилей должно быть также свет. Этот важный аспект был изучен начиная с 1999 года11 в исследованиях с участием стекловолокна рессоры и, совсем недавно, с углеродного волокна12 , когда составляют рычаги ссылки13, оказалось обеспечить не только вес сокращение, но и фактором укрепления безопасности. Хотя несомненно двойной поперечный рычаг подвески чаще используются в солнечных автомобилей14, настоящее исследование считает, что поперечные весны листьев построены с углеродного волокна, для него это проще и легче подвески с снижению неподрессоренных вес.

Для изготовления корпуса строительство конструкции Монокок из углеродного волокна оказалось предоставлять значительное преимущество в производительности, будучи ограничением незаменимым дизайн для самых известных существующих4,8 ,15 солнечный автомобиль команд. Использование углеродного волокна жизненно важное значение для выполнения транспортного средства, позволяя команд для создания транспортных средств, где каждый из структурных компонентов (или различных частях ту же структуру, как и шасси) имеет оптимальное количество волокон в слоистых рассчитывается ориентации. Для этого в этой работе, материала, из которого были оценены свойства через стандартизированные экспериментальных испытаний, например три точки изгиба и испытания на межслойную сдвига прочность (трудовые).

Для обеспечения стабильности размеров во время цикла лечения, строительство, как правило, сделаны с вакуумных мешков и автоклавного формования4 на углеродное волокно формы, которые, в свою очередь, прокатаны на точно фрезерованные высокой плотности пены или алюминия шаблонов. Большинство частей образуется сэндвич структур (т.е., с волокнами на кожу и чрезвычайно легкий вес основных материалов, которые служат для атрибута изгиб сопротивление композита, перевозящих чрезвычайно низкий вес). Кроме того углеродного волокна также выгодно для предоставления более высоких уровней колебательной безопасности против явления резонанса12.

Стремясь сертифицировать безопасность пассажиров в аварии событий, краш-тесты обычно включают длительным и неэкономичным, экспериментальной и разрушительной тесты с образца транспортных средств. Одна недавняя тенденция, которая набирает огромной популярности является компьютер смоделированные аварии, тестирование, где эти имитации расследовать безопасность водителя и пассажиров автомобиля во время различных видов воздействия (например, полный фронтальный, смещения фронтальные, боковые воздействия и рулон над) . Учитывая важность проведения анализа сбоев на дорожного транспортного средства и возможности делать это путем численного моделирования, настоящее расследование направлена на выявление наиболее важных областей солнечной транспортного средства, с точки зрения как максимальное напряжение и деформации, чтобы гипотеза совершенствование структуры.

Численное краш тест на солнечных автомобилей, настоящим осуществляется является беспрецедентным. Учитывая отсутствие библиография исследований и конкретные правила для этого подхода инновационные солнечный автомобиль предполагалось, считает воздействия транспортного средства на жесткой препятствием на его средняя скорость адаптации. Для этого моделирования геометрии транспортного средства и моделирования (включая сетки Конституции и моделирования set-up) были проведены на различных соответствующего программного обеспечения. Использование углеродного волокна для автомобиля структура также оправдано его ударопрочность поведение, которое уже было показано выше, чем у других материалов, таких как стекло волокна композиты, на краш-тестах16электрических транспортных средств.

Protocol

Примечание: Процесс проектирования солнечного автомобиля является довольно сложной задачей, с участием многодисциплинарных аспектов, так что это не возможно охватить их все здесь. С тем чтобы помочь читателю, логическим процессом, в котором описаны протоколы внедрены показано на рисунке 1. Рис 1: диаграмма дизайн. Изображены взаимодействия между различными частями процесса проектирования. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры. 1. проход дизайн корпуса Определите распределение нагрузки в худшем случае. Умножьте дизайн вертикального ускорения для получения основной дизайн нагрузки батареи пакет массового распределения и пассажиров. Рассмотрим положение сиденья и различные возможные аккумулятора мест. Вычислите реакции на стыках листовая рессора. Транспортное средство рассматривается как просто поддерживаемых в пучок. Определение схемы изгибающий момент и сдвига. Найти максимальное допустимое напряжение сдвига на основной материал. Его значение может быть считан в основной технический лист или найти с помощью эксперимент на подходящие образцы. В этом случае может определяться расслаивания стресс ядро слоёв. Расчета толщины сэндвич ядро, на основе сдвига сопротивления17,18 (где ширины, над которой силы сдвига применяется и толщина ядро). Найти растягивающие и сжимающие силы имеющиеся Углепластика слоёв. Их значения можно найти в технических листов слоёв. Определите экспериментально изгибу сэндвич композиты19. Определите экспериментально трудовые для возможных комбинаций материалов20,21. Примите во внимание различные секции транспортного средства, форма которого разработан в компромисс между аэродинамические требования и функциональные потребности.Примечание: Существует три критических секций в шасси — с высоким изгибающий момент и два конца, где области резко снижается вследствие наличия систем подвеска. Кроме того в этих двух разделах, снижение, сдвига должны быть переданы из Рессоры шасси. Сделать предположение о проход в трех разделах рассмотрены и в различных частях разделов, принимая во внимание, что технологический минимум17 является по крайней мере 10% волокон в каждом направлении (0 ° [т.е., продольные], 90 ° [т.е., поперечные] и ± 45 ° [то есть, Диагональ]), наиболее важной нагрузки, действующей в определенной части секции, что количество сложений является целым числом, и что толщина должны быть сведены к минимуму. Вычислить максимальный растягивающие и сжимающие напряжений по17,теория сэндвич18 и сравнить их с допустимых те (где это ширина над которым момент применяется и и являются Толщина сердечника и слоёв, соответственно). Измените формования, при необходимости и вернитесь к шагу 1.9. Сделать конечно-элементной модели корпуса в программе Abaqus и применять воздействия эквивалент нагрузки, предписанные правила22. Создайте шасси в CAD modeler. Импортировать шасси в программном обеспечении FEM оболочки или твердых часть, щелкнув Импорт | Часть. Если он импортируется как твердое тело, используйте средство Редактирования геометрии превратить его в часть кожуха. Определить свойства одного слоя Углепластика как эластичный материал с типом пластинки или Инженерных константы; Выберите упругих модулей и Пуассона коэффициенты материала. Обратите внимание, что инженерных константы параметры необходимы если анализируется поведение вне плоскости корпуса. Выберите Hashin Повреждения критерий для реализации недостаточности критерия для составного слоя26. Создание Составного Layups секции, определяя порядок укладки ламината. Назначьте каждый слой, его ориентации и толщина в табличной форме.Примечание: После отверждения толщина должна рассматриваться для Углепластика курсирует. Назначьте распределения дискретных элементов части Сеткисемян. Используйте инструмент Раздел лицо и предвзятости семян увеличить количество элементов в критических местах. Выберите форму элемент Quad доминировали и тип элемента оболочки . Нажмите на уменьшение интеграции , если Песочные часы эффекты в модели являются незначительными; в противном случае используйте nonreduced интеграции. Создайте экземпляр шасси в модуле сборки . Это тот, к которому будет применяться нагрузки и граничные условия. Определите процедуру анализа в модуле шаг как Static. Выберите параметры поиска решения. Выберите Nlgeom: на для того чтобы активировать нелинейных membranal поведение. Примените нагрузок, которые эквивалентны тем, что предписано правилами как тело силы нагрузки на шасси. Примените концентрированной силы на позиции батарей и жильцов принимать во внимание их сосредоточенными весов. Примените BCs на экземпляре. Рассмотрим как поддерживаемый орган действовал на внешних нагрузок, с закрепленного до н.э. на шасси сдерживает ‘ места. Определите мероприятия в модуле Поле вывода запросов . Выберите домен: композитный layup для извлечения выходы на месте каждого слоя в ламинате. Создайте Задание и запустить анализ. Проверьте соответствие результатов требованиям правила22. В случае, если они не соблюдаются, вернитесь к 1.9 шаги и 1.12.4 и изменять последовательность ламинирования. Производят кордом книги, перевод по разделам подход структурная дизайнер кордом по слойной подхода необходимы изготовителем. Вносить специальные изменения в секциях, где конкретные функциональные требования приводят к уменьшению толщины сэндвич. Изготовление шасси в автоклаве. Изготовляют шаблоны высокой плотности пены точного фрезерования. Гарантия гладкой поверхности наждачной бумагой штраф-гранулометрический состав. Слоя герметика и освободить агента на пену для обеспечения detachability углеродного волокна плесени. Изготовление формы путем сборки предварительно пропитанных низкотемпературных катализа углеродного волокна слои и герметизации каждая часть с вакуума мешок сжатие для дальнейшего лечения автоклава. Отполировать поверхность выпускаемых изложниц и применять герметик и освободить агентов. Ламинат частей шасси над плесени согласно кордом книга и представить их вакуумного мешка сжатия и лечения автоклава. 2. листья Весна дизайн Рисунок 2: Загрузка диаграммы рессора. Эта цифра показывает решимость сдвига и изгибающий момент, действующих на листовая рессора. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры. Определить распределение нагрузки вдоль рессоры (см. схему изгиб и сдвига рис. 2). Оценка максимальной нагрузки на колеса транспортного средства, в худшем случае (см. шаг 1.1). Рассчитать силы реакции (максимальная нагрузка ) на рессора использует концы, учитывая рычаг подвески. Определение поддержки и загрузки точек рессора, основанный на его крепления к шасси и подвеска из них. Определение схемы изгиба и сдвига, моделирование Весна листьев как четырехточечный изгиб луч с равной максимальной нагрузки применяется на концах (в худшем случае). Оценить максимальное смещение из листьев весной заканчивается в соответствии с геометрией подвески и допустимое пространство вокруг раме транспортного средства. Выберите материал с выше возможностью хранения энергии конкретного штамма, .Здесь является допустимых напряжений, это упругости, и плотность. Как изгиб является доминирующей нагрузки рессоры (нагрузка сдвига является один или два порядка величины ниже), держать усталостной прочности материала как . Для композитных ортотропные материалы, рассмотрим усталость, изгиб FRP вдоль основных направление (направление волокон) как . Концептуально дизайн рессоры форму и проход, чтобы максимизировать его удельной энергии, сохранение возможности.Примечание: Рессора крест секции должны быть смоделированы таким образом, чтобы максимально допустимых напряжений состояние происходит вдоль всех листовая рессора. Сосредоточиться только на изгиб диаграмме на рисунке 2. Нагрузка при сдвиге является один или два порядка ниже. Исходя из этого, разделить рессора в двух типах секторов: между двумя опорами () и между опорами и концы листьев весной (). Вдоль , держать изгиба нагрузка постоянной и максимальной; Следовательно также держите сечение постоянной. Вдоль , увеличить изгиб нагрузки линейно от точки приложения нагрузки на поддержку; Таким образом Высота сечения должны удовлетворять следующее уравнение держать стресс постоянно на внешней поверхности листьев весной, по всей его длине.Здесь — расстояние от точки приложения нагрузки, максимальная и ширина поперечного сечения. Формула предполагает, что вдоль пролет, высота поперечные весны листьев должны быть конические с параболическим профилем. Однако по причинам процесс практика, приблизительная листовая рессора высота профиля с одним линейным.Примечание: Держать константа, чтобы избежать прерывания волокна во время процесса ламинирования, который снизит прочность композитных laminas. Потому что изгиб выше, чем нагрузки при сдвиге, используйте структуру сэндвич с линейно конические core 0-90 ткани FRP сопротивляться сдвига нагрузок и придать торсионная жесткость листьев весной и внешние слои однонаправленный FRP, ориентированные с весны листьев Основные оси для контраста изгиб нагрузки. Внешние слои имеют постоянной толщины, чтобы избежать геометрических несплошностей в зоне более подчеркнул. Получить на растяжение, сжатие, изгиб и сдвига прочность выбранных материалов FRP. Их значение можно найти в технической спецификации или с помощью испытаний на основе стандартов ASTM (предпочтительный вариант). Оптимизируйте рессора геометрические размеры с помощью аналитической модели.Примечание: Функция цели состоит в минимизации массы при выполнении введенных ограничений; Следовательно, поддержания максимальной нагрузки с отклонением равен и держать подчеркивает ниже, чем те материал допустимого. Ограничивают условие на максимальное отклонение для указанной максимальной нагрузке .Здесь является небольшой значением, вставленным в целях сближения. Концептуально, Весна листьев является бутерброд с коническими ядра в региона. Вычислить отклонение при загрузке , Castigliano методом.Здесь и являются прочность на изгиб рессора вдоль и , соответственно.Здесь и являются упругости ядро и внешние слои, соответственно,Толщина внешнего слоя, и толщина ядро. Ограничивают условие на максимальный изгиб стресс: (максимальный уд усталость изгиб стресс). Оценить с помощью теории Эйлера-Бернулли.​ Ограничивают условие на максимальный ядро и наружный слой касательные напряжения: (максимальная ядро усталость касательное напряжение) (максимальная ядро усталость касательное напряжение). Оценить и с помощью теории Эйлера-Бернулли24.​ Рессора массы можно используйте в качестве целевой функции для сведения к минимуму.Примечание: Геометрические параметры, которые можно варьировать являются: , , и . Если это разрешено дизайн точек крепления к раме, и может также рассматриваться как переменные, если соблюдается следующее ограничение: Решить эту проблему, последовательно или посредством оптимизации алгоритмов, которые можно найти в несколько численных вычислений программного обеспечения программ. Выполните моделирование FE оптимизированный рессора в Ansys композитного Pre/Post (ACP). Цель заключается в оценке концентрации напряжений и вне плоскости нагрузок. Рисовать, как поверхность, CAD геометрии только одна четверть рессора, с поверхностью разделены в переписке с точки и формования варианты поддержки. Создание нового проекта моделирования в ANSYS Workbench. Выберите ACP (Pre) (в меню « панели инструментов »), перетащив его в рабочую область. Определите свойства материала, нажав на Инженерных данных. Выберите Источники данных инженерии и импорт из композитных материалов папка углерода UD и тканые препрегов материальные свойства по умолчанию, щелкнув на них. Обновление материала константы в трех основных направлениях с те, доступных на листе материала данных или полученных от экспериментальных результатов. Импорт геометрии, сохраняя связь с САПР, щелкнув правой кнопкой по геометрии , а затем на Импорт геометрии. Импортируйте его в собственном формате CAD. Дважды щелкните модели. Назначьте произвольный толщина поверхности. Определите различные layup зон с помощью Выбор имени функции (щелкните правой кнопкой мыши на модель и затем Вставить). Создание сетки по умолчанию, щелкнув правой кнопкой на сетки , а затем на формирования сетки. В Workbench, откройте АШП – Pre , дважды щелкнув на установки. Определите свойства слоёв в папке меню Данных материалов . Выберите Создать ткань , щелкнув правой кнопкой на ткани; Затем определите материал и назначьте препрег толщины. Выберите создать Sub ламинаты , щелкнув правой кнопкой на Sub ламинаты и определить югу ламинат укладка последовательности. Определение системы локальных координатах элемента в папке меню розеток согласно главным образом направление процесса ламинирования (основной рессора оси). Ориентировать местные координаты FEM элементов в папке Ориентированный набор меню, определяя для каждого элемента задает (ранее определен в шаге 2.7.5) произвольного происхождения точки и розеток в шаге 2.7.8. Определите на основе результатов, полученных в процессе оптимизации шаг 2.7 layup. Щелкните правой кнопкой мыши Группы моделирования и выберите создать Ply. Определите Ориентированные набор, кордом материали Число слоев. Повторите это для каждой повторяющейся группы слоёв.Примечание: Следуйте же порядка наложения процесс ламинирования. В Workbenchперетащите рабочей области статического структурного анализа (в меню панели инструментов ). Затем перетащите \Setup ACP (Pre) на статические structural\Model и выберите перевод твердых составных данных. Дважды щелкните на статические Structural\Setup. Применить симметрии и сдерживают граничные условия. Щелкните правой кнопкой мыши на Статических структурных и выберите Insert\Displacement. Выберите край или поверхность геометрии и равным 0 для соответствующего компонента направление перемещения. Применяйте силу в том же порядке шага 2.7.12. Разгадать FEM модель как линейной эластичной, нажав на решения. Оценить максимальное смещение ) из рессоры, щелкнув правой кнопкой мыши на решении и выбрав Insert\Deformation\Directional. Если он низкий, вернуться к шагу 2.7.10 и увеличить количество внешних UD слоёв; Если она выше, уменьшите его. В Workbench, перетащите ACP (должность) (в Toolbox) \Mode ACP (Pre). Затем перетащите Static\Structural решение на \Results ACP (Post). Дважды щелкните на \Results ACP (Post). Щелкните правой кнопкой мыши на папке определения меню и выберите критерии отказа Hashin 3D. Щелкните правой кнопкой мыши на меню папку решения и выберите пункт Создать сбой…. Выберите Hashin и проверьте Показать на твердые вещества. Проверьте, если критерии отказа всегда находятся ниже один. Если нет, вернитесь к шагу 2.7.7 и увеличить количество слоёв в зоне определены как критические, ориентация их при необходимости. Напишите книгу кордом. Испытания масштабной модели разработан листовая рессора. Дизайн, посредством аналитической модели шаг 2.7, 1/5-1/10-масштабируется рессора, тюнинг внешние слои и core толщина иметь же соотношение между изгиба и сдвига стресс Вещественная и аналогичные погнутость для максимальной нагрузки. Ламинат масштабированных листовая рессора. Проверьте его с обычным четырехточечный изгиб испытательной арматуре. Анализируйте максимальной нагрузки и перемещения и в режиме сбоя. Оптимизируйте дизайн рессоры, основываясь на выводах экспериментальные испытания. Производство оптимизированный листовая рессора. 3. полный фронтальный краш тест моделирование Рисунок 3: крейсер геометрия. Эта цифра показывает общую форму и размеры транспортного средства. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры. Нарисуйте геометрии транспортного средства (рис. 3). Создайте и назовите новый проект части моделирования программного обеспечения САПР. Модель твердых частей с использованием ресурсов Extrude, вращение, Sweptи чердак обеспечить полное контакт между частями различных транспортных средств (например, шасси, мест и рулон клетке). При необходимости, нажмите на вкладку поверхности, Справочной геометриии плоскости обратить плоскости отсчета. Повторите шаг 3.1.2 геометрии с монокок, двери, рулон клетке, мест, батарея, колеса, шины, ступицы, рычаги подвески, рессоры, рулевой системы и жесткий твердых барьер (2 x 2 м). Использовать двусторонние симметрии для оптимизации вычислений и использовать Полувагон модель. На вкладке утилиты нажмите на Симметрия проверить и выберите команду Автоматический Симметрия Сплита . Затем нажмите кнопку со стороны органа, который будет храниться и подтвердите, нажав на Части Сплита. Преобразовать в поверхности твердых тел: выберите лица, относящиеся к толщине органов и нажмите на вкладке поверхностей и, затем, на Лице, удалить. Нажмите на Сохранить как и выберите формат STP . Настройка и выполнение моделирования. Создайте и назовите Новый проект в ANSYS Workbench элементного моделирования программного обеспечения. Перетащите из Toolbox – систем анализа проекта схемы Явные динамического окна. Дважды щелкните в Технических данных и добавление новых материалов, перетаскивая их необходимые свойства из дерева элементов и вставки значения, полученные в разделе 1 настоящего Протокола, называя каждого материала соответственно. Щелкните правой кнопкой мыши по геометрии для импорта геометрии. Нажмите Обзор и выберите файл STP, созданный на шаге 3.1.6. Дважды щелкните на модель под Явный динамический открыть модель среды. Раз внутри модели среды, щелкните правой кнопкой мыши по геометрии для вставки Точки массы для трехмерных элементов или в Слой секции для 2-D элементов, чтобы определить концентрированные массы или композитный layup, соответственно. Для каждого компонента по геометриисоответствующего материала и толщина поверхности должны быть назначены под Деталь-материалы. Щелкните правой кнопкой мыши на модель , чтобы вставить симметрии – симметрии региона. Плоскости симметрии YZ определяет правильной геометрической симметрии с точки зрения будущих результатов, давая надлежащего граничных условий. Чтобы правильно настроить соединения, удалить все подключения и оставить только Тело взаимодействия, определены как трения. В деталях Mesh Явный метод (рис. 4), падение midside узлы элементов и настройка калибровки функции на кривизны с среднего соответствующих центр. Установите максимальный размер элемента до 30 мм с не менее 6 мм. Установите Число процессоров для параллельной обработки секции Сетка на вкладке Дополнительно . Установите скорость как исходного состояния под дерево Исходных условий на вкладке Явное динамика . Задать ограничение граничные условия, щелкните правой кнопкой мыши на вкладке Явное динамика , выбрав Вставкаи сбор Исправлена поддержка для определения жесткий барьер и Нерегулируемые предотвратить что колесо Перемещение по оси z. В разделе Параметры анализа, настроить контроль с точки зрения Времени окончания (до 0,3 s) и Максимальное число циклов (до 2,5 x 105), необходимые материалы для получения скорости и кинетическую энергию (равно нулю). Решениещелкните правой кнопкой мыши по Информации решение для вставки кинетическая – всего – внутренней энергии , чтобы отслеживать эти результаты. На другой стороне, согласно Информации решение Решение вывода могут быть отслежены с точки зрения Энергии резюме, Увеличение времении Сохранения энергии. Нажмите на вычисления и анализ результатов с точки зрения общей деформации, стресс, штамм, общей, внутренней и кинетической энергии и ускорение. Рисунок 4: сетки конечных элементов, применяется к модели транспортного средства половину. Эта цифра показывает дискретизации модели, сделали на половине из транспортного средства за счет симметрии. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Representative Results

Проход основным шасси: Итоговый протокол является последовательность ламинирования, также называется книга кордом. Однако в то время как распределение нагрузки и диаграмм, изгибающий момент и сдвига силы может определяться соображениями простой механики деформируемого твердого тела, ключевой момент протокола является оценка фактических свойств материала. В самом деле даже если многие из количества необходимых структурных дизайнером можно найти в лист материала данных, на этапе производства и взаимодействия с другими материалами может изменить механические ответ сырья. В этом разделе экспериментальная установка для трехточечном изгибе и трудовые тесты отображаются (см. Рисунок 5). Из этих тестов можно оценить изгибу сэндвич laminas и найти нижний предел прочности на сдвиг Nomex ядра; Представитель стресс смещение кривых показано на рисунке 6 для двух различных ориентациях тканые, ламинат. Кроме того трудовые важно определить устойчивость к расслоению в шасси края, где сэндвич становится ламината. Рисунок 5: механические испытания. Эти панели показывают механических испытаний (A) трехточечном изгибе и (B) трудовые. Образец формы и условий нагрузки указаны. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры. Рисунок 6: типичный результат 3 точка изгиба тестов. Эти панели показывают типичные результаты испытания на изгиб три точки для (A) курсирует [0/90]n и (B) [± 45]n курсирует. Подчеркивает, рассчитывается от нагрузки измеряется динамометр и смещение измеряется датчика, встроенного в испытательная машина. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры. На рисунке 7отображаются ламинирования последовательностей, определенных по секторам за плесень шасси. Подробные спецификации ламинирования последовательности указан в таблице 1. Таблица состоит из трех этапов лечения процесс автоклава которые сделали в последовательности, начиная от внешнего пластинки, а затем Nomex ядро и клеи и, наконец, внутренней пластинки. Рисунок 7: результат процесса проектирования. Каждый район характеризуется различными формования. Цвета и числа определяют различные регионы, в которых состоит из шасси структуры, увидеть Таблица 1. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры. Фаза 1 p = 6 бар; t = 2 h; T = 135 ° C Seq. Сектор Угол n ° Материал P 1.1 Глобальные + 45 ° 1 атласная T800 1.2 P (reinf) 1 0° 1 UNI-M46J 2 90° 1 UNI-M46J 3 + 45 ° 1 UNI-M46J 1b 0° 1 UNI-M46J P 1.3 (reinf) D 0° 2 UNI-M46J C -45 ° 1 UNI-M46J C + 45 ° 1 UNI-M46J A, B, C, D -45 ° 1 UNI-M46J A, B, C, D + 45 ° 1 UNI-M46J 1.4 P (reinf) B 0° 2 UNI-M46J А, D, C 90° 1 UNI-M46J D 90° 2 UNI-M46J P-1,5 (reinf) D 0° 1 атласная T800 D 90° 3 UNI-M46J D 0° 1 атласная T800 D 0° 3 UNI-M46J P 1.6 Глобальные 0° 1 атласная T800 Фаза 2 p = 1,5 бар; t = 2 h; T = 1110 ° C P 2.1 Глобальные / 1 Самоклеющаяся пленка P 2.2 1, 2, 3 / 1 Nomex 14 мм. 32 кг/м ^ 2 2.3 P 1b, Д, 0 / 1 Nomex 9 мм. 32 кг/м ^ 2 P 2,4 Глобальные / 1 Самоклеющаяся пленка Фаза 3 p = 6 бар; t = 2 h; T = 135 ° C P 3.1 Глобальные 0° 1 атласная T800 3.2 P (reinf) D 0° 3 UNI-M46J D 0° 1 атласная T800 D 90° 3 UNI-M46J D 0° 1 атласная T800 3.3 P (reinf) D 90° 2 UNI-M46J А, D, C 90° 1 UNI-M46J B 0° 2 UNI-M46J 3.4 P (reinf) A, B, C, D + 45 ° 1 UNI-M46J A, B, C, D -45 ° 1 UNI-M46J C + 45 ° 1 UNI-M46J C -45 ° 1 UNI-M46J D 0° 2 UNI-M46J P 3.5 1b 0° UNI-M46J 3 -45 ° 1 UNI-M46J 2 90° 1 UNI-M46J 1 0° 1 UNI-M46J P 3.6 Глобальные + 45 ° 1 атласная T800 Таблица 1: ламинирование последовательность шасси. Эта таблица показывает спецификации формования для различных областей шасси, определенный на рисунке 7. Оно разделено в три фазы различных ламинирования, которые сделаны в последовательности. После того, как определяется структура шасси, титана рулон клетке добавляется согласно гонки правила20, и конкретные численные тесты для проверки сопротивления автомобиля в целом и, главным образом, отсутствие проникновения неструктурных Запчасти к жильцов. В рисунке 8показаны направления воздействия эквивалент статических нагрузок, и Рисунок 9 соответствующего перемещения карты могут оцениваться. На этом этапе только схема геометрии используется для расчета, а полной геометрии используется для окончательной проверки краш-тест. Рисунок 8: Crash эквивалент статической нагрузки направлениях. Согласно регламенту структура транспортного средства загружается статической силы, равным 6 g раз общей массы в направлениях, показано на рисунке. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры. Рисунок 9: карта вычисляемых перемещений. Эта цифра показан пример перемещения, вычисляемые в случаях, определенных на рисунке 8. Смещение должно быть меньше 25 мм в любом регионе в непосредственной близости от оккупантов. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры. Весна листьев: Итоги работы протокола является оптимизация композитный поперечная листовая рессора с возможностью уголка. Его дизайн должен соответствовать различные конкретные требования: стресс ниже материал допустимая максимальная нагрузка, конкретных жесткость и минимальный вес. Для того, чтобы удовлетворить все эти требования, представлена аналитическая модель оптимизации. Благодаря модели можно быстро получить оптимальной геометрии и концептуальной схеме. Точность модели была проверена метода конечных элементов и экспериментального испытания на 1/5-масштабируется листовая рессора. Масштабированных рессора двойной поддерживается в центре (который охватывает 100 мм) и загружается на концах, соответствующие отверстия (которые охватывают 190 мм) с 1000 N для каждой стороны. Оптимизированная геометрия и кордом книга рессора сообщили в рисунке 10 и таблице 2, соответственно. Рисунок 10: оптимизированный пример геометрии рессора. Эта цифра показывает геометрию масштабированных рессора, том, что проверяется для разрушения для проверки численная модель. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры. Автоклав отверждения p = 6 бар; t = 2 h; T = 135 ° C Seq. Сектор Угол n ° Толщина Материал мм Заканчивается 10 Заканчивается 10 0° 1 0,23 TW T300 200 г/м ^ 2 Все 200 Все 200 0° # 1 UD T1000 100gm/m ^ 2 Центральный 125 Центральный 125 0° 1 0,23 TW T300 200 г/м ^ 2 Центральный 175 Центральный 175 0° 1 0,23 TW T300 200 г/м ^ 2 Все 200 Все 200 0° 1 0,23 TW T300 200 г/м ^ 2 Центральный 175 Центральный 175 0° 1 0,23 TW T300 200 г/м ^ 2 Центральный 125 Центральный 125 0° 1 0,23 TW T300 200 г/м ^ 2 Все 200 Все 200 0° # 1 UD T1000 100gm/m ^ 2 Заканчивается 10 Заканчивается 10 0° 1 0,23 TW T300 200 г/м ^ 2 Таблица 2: последовательность ламинирования листовая рессора. Эта таблица показывает спецификации формования для различных областей листовая рессора. Согласно аналитической модели рессора должны иметь максимальное смещение 12,2 мм и развивать максимальный изгиб стресс 970 МПа, константа между двумя центральной опоры. Анализ методом конечных элементов, как описано в шаге 2.7 протокола была выполнена и результаты представлены на рисунке 11. Стресс в главном направлении на внешней поверхности листьев весной вдоль главной оси выводится на графике. Это почти постоянной между span и равно 922 МПа и, затем, линейно уменьшается к точка приложения нагрузки. Несмотря на оказываются гораздо ниже максимального сжатия натяжение материала (1450 МПа), 3-D критерием отказа Hashin с неудачи индекс, превышающий 1, который вызван отказом волокна (выделена красным) и заговор в рисунке 10 показывает зоны связанные с резким изменением геометрии для внешней UD слоёв, вызванные курсируют перерыва ядра. Все это время смещение рассчитывается путем FEM на точка приложения нагрузки — 12,8 мм. Рисунок 11: изгиб численного моделирования в модели конечных элементов рессора. Эта цифра показывает результаты моделирования FEM на масштабных рессоры с точки зрения Hashin неспособность индекса и максимальная основных стресс. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры. Чтобы проверить надежность аналитические и численные модели, как это было предложено в порядке, масштабированное рессора должен экспериментально проверены. Результаты, сообщил на графике Рисунок 12, показывает максимальная нагрузка до поломки 1980 N (N 990 для каждой стороны), с максимальное смещение 15,1 мм. Поэтому, с точки зрения максимальное смещение, аналитические и численные модели недооценивать его по -19% и -15%, соответственно. Интересно, что провал режиме и повреждений расположение наблюдается на испытуемого образца (рис. 11) согласен с результаты численного моделирования. Рисунок 12: четырехточечный изгиб экспериментальных испытаний на масштабной модели рессора. Эта цифра показывает тест set-up и водоизмещение кривая для масштабных листовая рессора. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры. Краш-тест: Анализ методом конечных элементов может производить реалистичные результаты для поддержки инженеров в понимании поведения транспортного средства при аварии различных сценариях. Вместо реальных условий, это больше времени эффективной и рентабельной для моделирования автомобилей аварий с использованием коммерческого программного обеспечения таких как ANSYS. Представить результаты являются примером как эти имитации может внести вклад в автомобильной инженерных сообщества. Дискретизированные элементную модель автомобиля представил ряд элементов и узлов 79950 и 79822, соответственно. Как исходное состояние, он принят 60 км/ч скорость удара, где снижение кинетической энергии транспортного средства в приблизительно 0.3 s (Рисунок 13), преобразуется в контакт и внутренней энергии в структуре автомобиля. Рисунок 13: краш тест энергии графики. Эти панели показывают краш-тест графики энергии кинетическую энергию (A) и (B) внутренней энергии. Чарты изображают типичных энергетических потоков в случае аварии. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры. Из образца стресс карты в рисунке 14Аможно оценить состояние целостности транспортного средства. Это имеет первостепенное значение для определения возможного вреда для безопасности пассажиров, как это было бы в случае потенциально ослабил рулон клетке бар, отряд мест или даже перемещение панели рулевое направлении водитель. Наиболее известных перемещения в случае показано на рисунке 14B состоят в диапазоне 95 мм и происходят как в передней части автомобиля, из-за шока и в барах рулон клетке, которые прикреплены к мест. Рисунок 14: типичный контуры максимальная эквивалентного напряжения и максимальное смещение во время фронтального краш тесте Эти панели показывают (A) эквивалент стресс и (B) перемещения. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Discussion

Из таблицы 1можно заметить, что один laminas не являются симметричными, в то время как весь бутерброд. Это объясняется необходимость наличия как наименее количество слоёв, технологического минимума и необходимых механических свойств.

С одной стороны, раздел помечен как 1/1b, 2, 3 на рисунке 7 отвечает за общую механических свойств, будучи ориентации однонаправленный слоем высокопрочной арматуры основное различие между ними. С другой стороны разделы, помеченные как A, B, C и D будут изменены принимать во внимание концентрированных нагрузок систем подвески и пассажирских мест, благодаря наличию рессоры.

Модели конечных элементов, используется для анализа составных шасси основана на топологии оболочки. Элементы оболочки являются подходящим вариантом для воспроизведения композиционных структур, поскольку они, как правило, чтобы захватить изгиб жесткость тонкостенных органов с ячейками существенн простоее чем твердых элементов. С другой стороны прибегая к оболочки сплошной или твердых элементов следует учитывать при моделирования структур толстым многослойным или регионов с крутыми стресс градиенты; Сравнительный обсуждение элементов оболочки оболочки и континуум предоставляется24,25.

Основная цель статического анализа является проверка, что жесткость и прочность структуры требованиям. Обеспечивается жесткость требований непосредственно путем обеспечения того, чтобы деформация транспортного средства в каждый случай нагрузки в пределах правил (т.е., без частью транспортного средства проникает обслуживание пассажиров). Оценка прочности структуры основывается на оценке Hashin в ущерб26 составного слоёв; а именно Hashin и параметры должны быть строго меньше 1. Как различные разрушительные режимы вклад глобального отказа композитного ламината, использование критериев совокупный ущерб (например, Hashin в) рекомендуется; Максимальное напряжение критерии могут быть пригодны для металлических компонентов.

Литературе предлагает различные решения для оптимизации проектирования легкие композитные рессор, но большинство из них подключаться только одно колесо27,28 (не antiroll возможности) или подходят только для инфузии плесень технологии (двойной коническая)29. Дизайн рессоры здесь представлены является ограничением априори , препрег, ламинирования, который не допускает двойных конический дизайн решения, но гарантирует высокую прочность материала и надежность.

Новаторский аспект весны листьев является функциональной интеграции двух компонентов в одном (весной и antiroll бар) и главным преимуществом является массовые сокращения. Кроме того благодаря предложенной аналитической модели, возможность дальнейшего сокращения массы и получить оптимальную геометрию быстро установить максимальную нагрузку и перемещения.

Местных напряжений и вне плоскости те, которые не могут быть оценены аналитической модели, вычисляются по методу конечных элементов, и композитных одиночные слои рессора моделируются с элементами кирпича. Это решение вычислительно тяжелее, чем использование оболочек, но позволяет, в сочетании с Hashin, критерии отказа 3-D предсказать расслаивания, вызванных вне плоскости нагрузок, который является одним из важнейших аспектов дизайн рессоры. Наконец аналитические и численные модели для проектирования рессоры были проверены экспериментальные испытания на масштабных рессора.

Относительно краш тест относительно повышенных перемещение рулон клетке, хотя он не вызывает обеспокоенность, обусловлено главным образом макет его передней панели. Ее noncurved форму и острый способ, в котором он размещается, не кривые и на острый угол с направление удара, отвечает за передачу большую часть энергии, которые должны быть поглощены шасси в рулон клетке, которая имеет различные структурные цели . По этой причине рулон клетке помещается в задней части транспортного средства, вызывая повышенный стресс на вложение областей на места. Важно заметить, что, несмотря на любой безопасности функции, которые могут быть потенциально улучшены, минимальной деформации монокок и тот факт, что компоненты не проникли/перфорированный другие ясно что дизайн автомобиля считается безопасный относительно его ударопрочность.

Таким образом структурный дизайн автомобиля в целом, как считается, были оптимизированы с точки зрения использования материалов, где обширные вычисления показали в протокол имеет важное значение для разработки монокок и рессоры, которые были специально разработаны, чтобы быть свет и представить более механические характеристики. Кроме того, через крушение численного тестирование моделирования, конструкции транспортного средства показал, что он успешно выдержать импульса, выведен полный фронтальный воздействием, учитывая средняя скорость автомобиля на его оптимальной энергетической эффективности.

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Авторы хотят поблагодарить всех членов ассоциации спорта Onda Solare (www.ondasolare.com) за их существенную поддержку и Марко Лукович, который был эстетической дизайнера крейсер. Эта исследовательская деятельность была реализована при финансовой поддержке Европейского союза и из региона Эмилия-Романья внутри POR-FESR 2014-2020, оси 1, исследований и инноваций.

Materials

CFRP Twill T300 200g/m^2 Impregantex GG 204T2 IMP 503Z 46%
CFRP UD STS 150g/m^2 DeltaPreg STS-150 – DT150 – 36%
CFRP UD M46J 150g/m^2 Cytec MTM49-3 M46J (12K) 36%
CFRP UDT1000 150 Cytec X01 – 36% T1000 (12K)
Honeycomb DuPont Nomex 9-14 mm
Universal Testing Machine (UTM) Instron Instron 8033 250 kN
FEM Ansys Ansys 18
Numerical computing Enviroment Matworks Matlab R2018a
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. . . Popular Mechanics Magazine. 104 (3), (1955).
  2. Thacher, E. F. . A Solar Car Primer, A Guide to the Design and Construction of Solar-Powered Racing Vehicles. , (2015).
  3. Minak, G., Fragassa, C., de Camargo, F. V. A brief review on determinant aspects in energy efficient solar car design and manufacturing. Smart Innovation, Systems and Technologies. 68, 847-856 (2017).
  4. Tamura, S. Teijin advanced carbon fiber technology used to build solar car for world solar challenge. Reinforced Plastics. 60, 160-163 (2016).
  5. Kin, W. D., Kruger, S., van Rensburg, N. J., Pretorius, L. Numerical assessment of aerodynamic properties of a solar vehicle. ASME 2013 International Mechanical Engineering Congress and Exposition. , (2013).
  6. Betancur, E., Mejía-Gutiérrez, R., Osorio-Gómez, G., Arbelaez, A., Eynard, B., Nigrelli, V., Oliveri, S. M., Peris-Fajarnes, G., Rizzuti, S. Design of structural parts for a racing solar car. Advances on Mechanics, Design Engineering and Manufacturing. Proceedings of the International Joint Conference on Mechanics, Design Engineering & Advanced Manufacturing (JCM 2016, 14-16 September, 2016, Catania, Italy). , 25-32 (2017).
  7. Joost, W. Reducing vehicle weight and improving U.S. energy efficiency using integrated computational materials engineering. Journal of the Minerals, metals, and Materials Society. 64, 1032-1038 (2012).
  8. Paterson, G., Vijayaratnam, P., Perera, C., Doig, G. Design and development of the Sunswift eVe solar vehicle: a record-breaking electric car. Journal of Automobile Engineering. 230, 1972-1986 (2016).
  9. Betancur, E., Fragassa, C., Coy, J., Hincapie, S., Osorio-Gómez, G. Aerodynamic effects of manufacturing tolerances on a solar car. Smart Innovation, Systems and Technologies. 68, 868-876 (2017).
  10. de Kock, J. P., van Rensburg, N. J., Kruger, S., Laubscher, R. F. Aerodynamic optimization in a lightweight solar vehicle design. ASME 2014 International Mechanical Engineering Congress and Exposition. , 1-8 (2014).
  11. Sancraktar, E., Gratton, M. Design, analysis, and optimization of composite leaf springs for light vehicle applications. Composite Structure. 44, 195-204 (1999).
  12. de Camargo, F. V., Fragassa, C., Pavlovic, A., Martignani, M. Analysis of the suspension design evolution in solar cars. FME Transactions. 45 (3), 394-404 (2017).
  13. Hurter, W. S., van Rensburg, N. J., Madyira, D. M., Oosthuizen, G. A. Static analysis of advanced composites for the optimal design of an experimental lightweight solar vehicle suspension system. ASME 2014 International Mechanical Engineering Congress and Exposition. , (2014).
  14. de Camargo, F. V., Giacometti, M., Pavlovic, A. Increasing the energy efficiency in solar vehicles by using composite materials in the front suspension. Smart Innovation, Systems and Technologies. 68, 801-811 (2017).
  15. Mathijsen, D. Redefining the motor car. Reinforced Plastics. 60, 154-159 (2016).
  16. Liu, Q., Lin, Y., Zong, Z., Sun, G., Li, Q. Lightweight design of carbon twill weave fabric composite body structure for electric vehicle. Composite Structures. 97, 231-238 (2013).
  17. Gay, D. . Composite Materials: Design and Applications. , (2014).
  18. Poodts, E., Panciroli, R., Minak, G. Design rules for composite sandwich wakeboards. Composites Part B: Engineering. 44 (1), 628-638 (2013).
  19. . . ASTM D7264. Standard Test Method for Flexural Properties of Polymer Matrix Composite Materials. , (2015).
  20. . . ASTM D2344. Standard Test Method for Short-Beam Strength of Polymer Matrix Composite Materials and Their Laminates. , (2015).
  21. Rondina, F., et al. Development of full carbon wheels for sport cars with high-volume technology. Composite Structures. 192, 368-378 (2018).
  22. Sodena, P. D., Kaddourb, A. S., Hinton, M. J. Recommendations for designers and researchers resulting from the world-wide failure exercise. Composites Science and Technology. 64, 589-604 (2004).
  23. Zenkert, D. An Introduction to Sandwich Construction. Engineering Materials Advisory Services Ltd. , (1995).
  24. Barbero, E. J. . Finite Element Analysis of Composite Materials Using AbaqusTM. , (2013).
  25. Hashin, Z. Failure Criteria for Unidirectional Fiber Composites. Journal of Applied Mechanics. 47 (2), 329-334 (1980).
  26. Yu, W. J., Kim, H. C. Double Tapered FRP Beam for Automotive Suspension Leaf Spring. Composite Structures. 9, 279-300 (1988).
  27. Shokrieh, M. M., Rezaei, D. Analysis and optimization of composite leaf spring. Composite Structures. 60, 317-325 (2003).
  28. . Composite leaf springs: Saving weight in production Available from: https://www.compositesworld.com/articles/composite-leaf-springs-saving-weight-in-production-suspension-systems (2014)

Tags

Solar VehicleCruiser ClassStructural DesignManufacturingCarbon Fiber-reinforced PlasticChassis DesignFinite Element ModelingComposite LayupsMesh GenerationStatic Analysis

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
Minak, G., Brugo, T. M., Fragassa, C., Pavlovic, A., de Camargo, F. V., Zavatta, N. Structural Design and Manufacturing of a Cruiser Class Solar Vehicle. J. Vis. Exp. (143), e58525, doi:10.3791/58525 (2019).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image