Für John Morey, Ein lebenslanges Interesse an Bergrennen-Rennwagen führt zu einem erstaunlichen Projekt mit Unterstützung von SkyCiv. Aufgewachsen alles über Motorräder und Autos gelesen, fixieren und modifizieren, Er kam zu dem Schluss, dass er die Person sein wollte, die die Entscheidungen trifft, wenn es darum geht, Dinge zusammenzustellen. Ab dem Alter von 20-22, er besaß einen Rennwagen, der schließlich durch einen Crash ruiniert wurde. 50 Jahre später, er hat seine Leidenschaft für den Sport neu entfacht und baut mit Leidenschaft ein neues Auto.

Art: Mechanisch
Ingenieur: John Morey

“Ich kann Ihnen nicht vermitteln, wie einfach und nützlich Ihr Programm war, und es machte einen wesentlichen Unterschied für das Projekt.”

Über das Projekt

Für dieses Projekt, John wollte ein einfaches, aber leichtes und leistungsstarkes Bergrennen-Rennauto entwickeln, beginnend mit einem vergrößerten Go-Kart und einem 1300ccm-Motor. Im Moment wurde dies veröffentlicht, John arbeitete daran, seinen Traum tatsächlich zu konstruieren, und wir freuen uns sehr, es nach Fertigstellung zu sehen!

Abbildung 1: Ähnliches Bergrennen-Rennauto wie das von John . entworfene

Die Herausforderung

Die Hauptpriorität dieses Projekts war die Fahrersicherheit, führte zur Entwicklung eines 3D-Space-Frame-Designs. Es wurde viel Arbeit investiert, um den Rahmen von einem kleinen Modell auf Lebensgröße zu skalieren. In erster Linie, Die Herausforderung hier besteht darin, die Steifigkeit und Leichtigkeit für die Kräfte zu erhalten, die während des Rennens auftreten würden.

In diesem Fall, einsitzige Bergrennen-Autos mit offenem Rad nehmen an der “Kostenlose Formel” Klasse, was bedeutet, dass die Autos in diesem Wettbewerb nicht von vielen Regeln betroffen sind, die technischen Entscheidungen einfacher und fehlerverzeihender zu machen.

Hier sind unterschiedliche Aufhängungsarten zu berücksichtigen, aber die “Querlenker” Design wurde von John und seinem Team ausgewählt. Um den Abtrieb für das Auto zu maximieren, John konnte die Gesamtbreite des Autos auf 2.5 Meter, so breit wie der Anhänger benötigt. Diese größeren Grundrissmaße geben dem Auto mehr Fläche unter dem Auto, Unterstützung beim Abtrieb bei hohen Geschwindigkeiten, was bei scharfen Kurven und Kurven extrem wichtig ist.

Ein weiterer technischer Aspekt dieser Herausforderung ist die Beschleunigung des Autos. Laut Johannes, Beschleunigung darf bei voller Geschwindigkeit nicht leistungsbegrenzt sein. Um dies zu erreichen, benötigt man 4WD und ca. 400 PS was mit Kompressor durchaus möglich ist 1300 ccm-Motor. Es erfordert nur a “Federdrossel” aus der linie, aber auf Hochtouren & Abtrieb, eine enorme Kraftübertragung ist möglich.

Ein zusammenfassendes Gefühl von John:

“Das Projekt hat sich über viele Jahre der Iterationen logisch vom Einfachen zum Komplexen entwickelt, unter Beibehaltung der Steifigkeit, geringes Gewicht, und Fahrersicherheit.”

Wie es entworfen wurde

Abbildung 2: 3D-Rendering des fertigen SkyCiv Structural 3D-Produkts

Bergauf-Rennwagen gibt es schon seit einiger Zeit, es ist also einiges vorhanden, Allgemeinwissen der Branche einschließlich des Mindestgewichts, Wandstärke, Konstruierbarkeit, Sicherheitsempfehlungen, etc. Für dieses Projekt, bleibt die “Querlenker” Aufhängungskonstruktion erforderte eine zusätzliche Biegefestigkeit der Verbindungsrohre.

Von Hand, Space-Frame-Konstruktion bei der Annahme von Bolzengelenken ist äußerst zeitaufwendig für so ein Projekt. Ingenieure, die diesen Weg gehen, neigen dazu, Fehler zu machen, und weil in der Praxis Schweißverbindungen (feste Verbindungen) existieren, es wäre im Grunde unmöglich von Hand zu vervollständigen. Hier kam SkyCiv für John ins Spiel.

Das Generieren der Rahmengeometrie in SkyCiv des Projekts wurde für John zu einem Lernprozess. Er begann mit einem kleinen Aspekt des Autos unter Verwendung von Messungen aus handgezeichneten Zeichnungen von John by, beginnend mit dem Driver’s Hoop. Er erkannte, dass diese Berechnungen von Hand schwierig werden würden, so fügte er nach und nach mehr und mehr zu der kleinen Struktur hinzu, die er hatte, als er lernte, wie man die SkyCiv-Plattform.

Was die Federaufhängungen angeht, John entschied sich, diese als starre Rahmenrohre zu modellieren, da es ihm um Kräfte und Belastungen ging, kein Federweg.

“Erstaunlicherweise habe ich es nach ein paar Stunden geschafft, und die Antworten machten Sinn in Bezug auf die Belastungen, die ich von Hand berechnet hatte, Also fing ich an, mein einzelnes Rechteckmodell zu erweitern und landete beim ganzen Auto, einschließlich Kettenantriebsspiel und Federungsgestängespiel.”

Der Übergang von Beschleunigung und Kräften in g war für John mit SkyCiv . recht einfach. Grundlegende Freikörperdiagramme Innen- und Frontansicht mit Beschleunigung in g wurden verwendet, um die Belastungen aufgrund der Gewichte des Rahmens zu berechnen, die ihm automatisch von SkyCiv . gegeben wurden.

Für John, Es war auch klar, dass der Oberkörper und die Beine des Fahrers Diagonalen über diese Rechtecke ausschließen, sie wurden also grob von Hand als Balken konstruiert. Er hat es beim Richten meines Space-Frames herausgefunden 50 vor Jahren das ungefähr 90% der Torsionsflexibilität tritt in diesen auf 2 Rechtecke, in einem ansonsten gut triangulierten Raumfachwerk.

Die Querlenker-Lastfälle & Spannungsberechnungen wurden zunächst von Hand mit Freikörperdiagrammen durchgeführt, einfacher gemacht als die genaue Situation, damit ich eine Handrechnung machen könnte, und dann mit zusätzlichem Sicherheitsfaktor.

Abbildung 3: Durchbiegungsergebnisse in Draufsicht für einen Beispiellastfall

Wie SkyCiv geholfen hat

Für die meisten mechanischen Projekte wie dieses, Zur Analyse komplexer . wird eine extrem robuste und komplexe Software benötigt, bearbeitete Teile. Aber für John, er konnte die schnellen und einfachen Modellierungs- und Analysefunktionen von Strukturelles 3D – ein Modul, das normalerweise nicht für das Rahmendesign von Rennwagen verwendet wird. Wird normalerweise für konstruktive Gebäude- und Rahmenkonstruktionen verwendet, Er konnte die Vielseitigkeit der SkyCiv-Plattform für sein großartiges Projekt nutzen.

Zu Beginn des Projekts, John musste unbedingt einige Handberechnungen bestätigen, die er durchgeführt hatte, aber was noch wichtiger war, finde die Durchbiegungen seines Rahmens heraus. Die Lastfälle für 3 g Kurvenfahrt, 3 g Bremsen, 3 g Beschleunigung, 3 g Bump waren laut John leicht anzuwenden.

“…die linearen Spannungs-/Durchbiegungsergebnisse waren auf dem gerenderten Modell leicht zu verstehen, Das hat auch wirklich gute Schatten.”

Abbildung 4: 3D gerendert Strukturelle 3D Axiale Spannungen resultieren aus Abtriebs- und Kurvenlasten auf den Rahmen

Ohne Softwarehilfe, Er erwartete voll und ganz aufzugeben, wenn es zu viel wurde. Die Kräfte kennen, die beim Betrieb des Autos auftreten at, John konnte den analytischen Solver in Structural 3D verwenden, um die Spannungen seiner Rahmenelemente und deren resultierenden Durchbiegungen zu ermitteln.

John spricht über den Wert des 3D-Rendering und der Darstellung von Analyseergebnissen:

“Ich fand mehrere Interferenzen, die aus meinen Zeichnungen nicht ersichtlich waren und konnte mehrere schwierige diagonale Stabpositionen verbessern improve. Dies zeigte den Weg für viele andere kleine, aber wichtige Änderungen der Chassisform und sparte viele handgezeichnete Änderungsseiten.”

Aus der Anwendung von 3g Kurvenfahrt, Bremsen, Beschleunigung, sowie “stoßen” Ladehüllen, John verwendete die Ergebnisse der Durchbiegung, um seine Handberechnungen zu überprüfen und zu überprüfen, ermöglicht es ihm, Querschnittsänderungen an seinem Space-Frame vorzunehmen. Dies war notwendig, um sowohl das Gewicht als auch die Steifigkeit des Fahrzeugrahmens zu optimieren. Ein Träger, Am Ende muss er den Rahmen um die Beine und den Hüftbereich des Fahrers vergrößern, um die Crashsicherheit zu erhöhen.