ROSZYK Paweł - Prezentacja magisterska
-
Upload
pawel-roszyk -
Category
Documents
-
view
90 -
download
1
Transcript of ROSZYK Paweł - Prezentacja magisterska
P r a c a D y p l o m o w a I n ż y n i e r s k a Z a k ł a d I n ż y n i e r i i W i r t u a l n e j
Zakład Inżynierii WirtualnejZakład Inżynierii Wirtualnej
PROJEKT I ANALIZA WYTRZYMAŁOŚCIOWA PIAST POJAZDU FORMUŁY SAE
Autor: Paweł Roszyk
Promotor: Prof. dr hab. inż. Marek Morzyński
1
P r a c a D y p l o m o w a I n ż y n i e r s k a Z a k ł a d I n ż y n i e r i i W i r t u a l n e j
Zakład Inżynierii WirtualnejZakład Inżynierii Wirtualnej
Paweł Roszyk, Konstrukcja i analiza wytrzymałościowa piast do Formuły SAE 2
Plan pracy1.Wstęp (Formuła SAE)2.Cel i zakres pracy3.Metoda Elementów Skończonych4.Wytrzymałość zmęczeniowa5.Konstrukcja piast6.Analiza wytrzymałościowa7.Analiza zmęczeniowa8.Podsumowanie
P r a c a D y p l o m o w a I n ż y n i e r s k a Z a k ł a d I n ż y n i e r i i W i r t u a l n e j
Zakład Inżynierii WirtualnejZakład Inżynierii Wirtualnej
Geneza pracy• Formuła SAE
• „Wilda”
Paweł Roszyk, Konstrukcja i analiza wytrzymałościowa piast do Formuły SAE 3
P r a c a D y p l o m o w a I n ż y n i e r s k a Z a k ł a d I n ż y n i e r i i W i r t u a l n e j
Zakład Inżynierii WirtualnejZakład Inżynierii Wirtualnej
Paweł Roszyk, Konstrukcja i analiza wytrzymałościowa piast do Formuły SAE 4
● Cel i zakres pracyCel: Konstrukcja piast pojazdu Formuły SAE oraz wyznaczenie przewidywanego
okresu użytkowania.
1. Obliczenia sił
2. Dobór łożysk
3. Koncepcja piasty
4. Optymalizacja topologiczna
5. Konstrukcja piasty
6. Tworzenie siatki elementów skończonych
7. Analiza statyczna MES
8. Wyznaczenie przebiegu naprężeń w piaście
9. Analiza zmęczeniowa
P r a c a D y p l o m o w a I n ż y n i e r s k a Z a k ł a d I n ż y n i e r i i W i r t u a l n e j
Zakład Inżynierii WirtualnejZakład Inżynierii Wirtualnej
Metoda Elementów Skończonych• Metoda przemieszczeń• Element skończony• Warunki brzegowe• Tensor naprężeń• Naprężenia zredukowane
Paweł Roszyk, Konstrukcja i analiza wytrzymałościowa piast do Formuły SAE 5
P r a c a D y p l o m o w a I n ż y n i e r s k a Z a k ł a d I n ż y n i e r i i W i r t u a l n e j
Zakład Inżynierii WirtualnejZakład Inżynierii Wirtualnej
Wytrzymałość zmęczeniowa• Metody wyznaczania wytrzymałości
zmęczeniowej:• naprężeniowa,• odkształceniowa,• energii odkształcenia,• propagacji pęknięć.
Paweł Roszyk, Konstrukcja i analiza wytrzymałościowa piast do Formuły SAE 6
P r a c a D y p l o m o w a I n ż y n i e r s k a Z a k ł a d I n ż y n i e r i i W i r t u a l n e j
Zakład Inżynierii WirtualnejZakład Inżynierii Wirtualnej
Wytrzymałość zmęczeniowa• Metoda naprężeniowa
Paweł Roszyk, Konstrukcja i analiza wytrzymałościowa piast do Formuły SAE 7
P r a c a D y p l o m o w a I n ż y n i e r s k a Z a k ł a d I n ż y n i e r i i W i r t u a l n e j
Zakład Inżynierii WirtualnejZakład Inżynierii Wirtualnej
Wytrzymałość zmęczeniowa• Wpływ naprężenia średniego
Paweł Roszyk, Konstrukcja i analiza wytrzymałościowa piast do Formuły SAE 8
a – Soderberg,b – Goodman,c – Gerber,d - Morrow
P r a c a D y p l o m o w a I n ż y n i e r s k a Z a k ł a d I n ż y n i e r i i W i r t u a l n e j
Zakład Inżynierii WirtualnejZakład Inżynierii Wirtualnej
Wytrzymałość zmęczeniowa• Czynniki wpływające na wytrzymałość
zmęczeniową:• rozmiar elementu,• rodzaj obciążenia,• chropowatość,• obróbka powierzchni,• temperatura pracy,• środowisko pracy.
Paweł Roszyk, Konstrukcja i analiza wytrzymałościowa piast do Formuły SAE 9
P r a c a D y p l o m o w a I n ż y n i e r s k a Z a k ł a d I n ż y n i e r i i W i r t u a l n e j
Zakład Inżynierii WirtualnejZakład Inżynierii Wirtualnej
Wytrzymałość zmęczeniowa• Niecykliczny charakter obciążenia
Paweł Roszyk, Konstrukcja i analiza wytrzymałościowa piast do Formuły SAE 10
P r a c a D y p l o m o w a I n ż y n i e r s k a Z a k ł a d I n ż y n i e r i i W i r t u a l n e j
Zakład Inżynierii WirtualnejZakład Inżynierii Wirtualnej
Obliczenia sił działających na koło• Parametry pojazdu
• masa: 309 kg,
• docisk aerodynamiczny (na koło): 495 N,
• przeciążenie poprzeczne: 2,1 G,
• wysokość środka ciężkości: 297 mm,
• rozkład masy: 47:53,
• rozstaw kół: 1160/1150 mm,
• rozstaw osi: 1530 mm,
• max. moment hamujący: 583/136 Nm,
• max. moment napędowy: 880 Nm.
Paweł Roszyk, Konstrukcja i analiza wytrzymałościowa piast do Formuły SAE 11
P r a c a D y p l o m o w a I n ż y n i e r s k a Z a k ł a d I n ż y n i e r i i W i r t u a l n e j
Zakład Inżynierii WirtualnejZakład Inżynierii Wirtualnej
Obliczenia sił działających na koło• Transfer obciążenia
Paweł Roszyk, Konstrukcja i analiza wytrzymałościowa piast do Formuły SAE 12
P r a c a D y p l o m o w a I n ż y n i e r s k a Z a k ł a d I n ż y n i e r i i W i r t u a l n e j
Zakład Inżynierii WirtualnejZakład Inżynierii Wirtualnej
Obliczenia sił działających na koło• Dane opon
Paweł Roszyk, Konstrukcja i analiza wytrzymałościowa piast do Formuły SAE 13
P r a c a D y p l o m o w a I n ż y n i e r s k a Z a k ł a d I n ż y n i e r i i W i r t u a l n e j
Zakład Inżynierii WirtualnejZakład Inżynierii Wirtualnej
Konstrukcja piast• Dobór łożysk
• 61810-2RS1 (52g)• 61910-2RS1 (140g)
Paweł Roszyk, Konstrukcja i analiza wytrzymałościowa piast do Formuły SAE 14
P r a c a D y p l o m o w a I n ż y n i e r s k a Z a k ł a d I n ż y n i e r i i W i r t u a l n e j
Zakład Inżynierii WirtualnejZakład Inżynierii Wirtualnej
Konstrukcja piast• Koncepcja koła
Paweł Roszyk, Konstrukcja i analiza wytrzymałościowa piast do Formuły SAE 15
P r a c a D y p l o m o w a I n ż y n i e r s k a Z a k ł a d I n ż y n i e r i i W i r t u a l n e j
Zakład Inżynierii WirtualnejZakład Inżynierii Wirtualnej
Konstrukcja piast• Optymalizacja topologiczna
• Ramiona piasty
Paweł Roszyk, Konstrukcja i analiza wytrzymałościowa piast do Formuły SAE 16
P r a c a D y p l o m o w a I n ż y n i e r s k a Z a k ł a d I n ż y n i e r i i W i r t u a l n e j
Zakład Inżynierii WirtualnejZakład Inżynierii Wirtualnej
Konstrukcja piast• Optymalizacja topologiczna
• Powierzchnia montażowa tarczy hamulcowej
Paweł Roszyk, Konstrukcja i analiza wytrzymałościowa piast do Formuły SAE 17
P r a c a D y p l o m o w a I n ż y n i e r s k a Z a k ł a d I n ż y n i e r i i W i r t u a l n e j
Zakład Inżynierii Wirtualnej
Przednia piasta Tylna piasta
Paweł Roszyk, Konstrukcja i analiza wytrzymałościowa piast do Formuły SAE 18
P r a c a D y p l o m o w a I n ż y n i e r s k a Z a k ł a d I n ż y n i e r i i W i r t u a l n e j
Zakład Inżynierii WirtualnejZakład Inżynierii Wirtualnej
Siatka elementów skończonych
Paweł Roszyk, Konstrukcja i analiza wytrzymałościowa piast do Formuły SAE 19
Prostopadłość
Jakość
P r a c a D y p l o m o w a I n ż y n i e r s k a Z a k ł a d I n ż y n i e r i i W i r t u a l n e j
Zakład Inżynierii WirtualnejZakład Inżynierii Wirtualnej
Analiza MES• Piasta przednia – Max. przeciążenie poprzeczne
• Naprężenie: 293,06 MPa
• Przemieszczenie: 0,95 mm
Paweł Roszyk, Konstrukcja i analiza wytrzymałościowa piast do Formuły SAE 20
P r a c a D y p l o m o w a I n ż y n i e r s k a Z a k ł a d I n ż y n i e r i i W i r t u a l n e j
Zakład Inżynierii WirtualnejZakład Inżynierii Wirtualnej
Analiza MES• Piasta przednia – Max. hamowanie
• Naprężenie: 307,7 MPa
Paweł Roszyk, Konstrukcja i analiza wytrzymałościowa piast do Formuły SAE 21
P r a c a D y p l o m o w a I n ż y n i e r s k a Z a k ł a d I n ż y n i e r i i W i r t u a l n e j
Zakład Inżynierii WirtualnejZakład Inżynierii Wirtualnej
Analiza MES• Piasta tylna – Max. przeciążenie poprzeczne
• Naprężenie: 240,89 MPa
• Przemieszczenie: 0,74 mm
Paweł Roszyk, Konstrukcja i analiza wytrzymałościowa piast do Formuły SAE 22
P r a c a D y p l o m o w a I n ż y n i e r s k a Z a k ł a d I n ż y n i e r i i W i r t u a l n e j
Zakład Inżynierii WirtualnejZakład Inżynierii Wirtualnej
Analiza MES• Piasta tylna – Max. moment napędowy przy hamowaniu
• Naprężenie: 425,64 MPa
Paweł Roszyk, Konstrukcja i analiza wytrzymałościowa piast do Formuły SAE 23
P r a c a D y p l o m o w a I n ż y n i e r s k a Z a k ł a d I n ż y n i e r i i W i r t u a l n e j
Zakład Inżynierii WirtualnejZakład Inżynierii Wirtualnej
Przebieg naprężenia w czasie• Symulacja przejazdu okrążenia
• Przeciążenie poprzeczne
Paweł Roszyk, Konstrukcja i analiza wytrzymałościowa piast do Formuły SAE 24
P r a c a D y p l o m o w a I n ż y n i e r s k a Z a k ł a d I n ż y n i e r i i W i r t u a l n e j
Zakład Inżynierii WirtualnejZakład Inżynierii Wirtualnej
Przebieg naprężenia w czasie
Paweł Roszyk, Konstrukcja i analiza wytrzymałościowa piast do Formuły SAE 25
P r a c a D y p l o m o w a I n ż y n i e r s k a Z a k ł a d I n ż y n i e r i i W i r t u a l n e j
Zakład Inżynierii WirtualnejZakład Inżynierii Wirtualnej
Analiza zmęczeniowa• Ilość cykli (okrążeń): 1419
• Dystans: ok. 2000 km
Paweł Roszyk, Konstrukcja i analiza wytrzymałościowa piast do Formuły SAE 26
P r a c a D y p l o m o w a I n ż y n i e r s k a Z a k ł a d I n ż y n i e r i i W i r t u a l n e j
Zakład Inżynierii WirtualnejZakład Inżynierii Wirtualnej
Paweł Roszyk, Konstrukcja i analiza wytrzymałościowa piast do Formuły SAE 27
● Wnioski● przewidywany okres użytkowania piast: 2000 km
(przy przewidywanych 1000 km/sezon),● masa piasty przedniej: 654g,● masa piasty tylnej: 701g,● zmniejszenie masy nieresorowanej w porównaniu
do poprzedniego sezonu: 34%,● dotychczasowa niezawodność elementów.
P r a c a D y p l o m o w a I n ż y n i e r s k a Z a k ł a d I n ż y n i e r i i W i r t u a l n e j
Zakład Inżynierii WirtualnejZakład Inżynierii Wirtualnej
Paweł Roszyk, Konstrukcja i analiza wytrzymałościowa piast do Formuły SAE 28
Dziękuję za uwagę!