Para John Morey, um interesse duradouro em carros de corrida de escalada leva a um projeto incrível auxiliado por SkyCiv. Crescer lendo tudo sobre motocicletas e carros, consertando e modificando-os, ele concluiu que queria ser a pessoa que toma as decisões quando se trata de colocar as coisas juntas. Desde as idades de 20-22, ele possuía um carro de corrida que acabou arruinado por causa de um acidente. 50 anos depois, ele reacendeu sua paixão pelo esporte e é apaixonado por construir um novo carro.

Modelo: Mecânico
Engenheiro: John Morey

“Eu não posso transmitir a você como seu programa foi fácil e útil de usar, e fez uma diferença significativa para o projeto.”

Sobre o projeto

Para este projeto, John queria criar um carro de corrida de escalada simples, leve e poderoso, começando com um go-kart ampliado e um motor de 1300cc. No momento em que foi lançado, John estava trabalhando na construção de seu sonho, e estamos muito animados para vê-lo após a conclusão!

Figura 1: Carro de corrida de escalada semelhante ao projetado por John

O desafio

A principal prioridade deste projeto era a segurança do motorista, levando ao desenvolvimento de um design de moldura espacial 3D. Uma grande quantidade de trabalho foi necessária para tentar dimensionar o quadro de um modelo pequeno para o tamanho real. Principalmente, o desafio aqui é tentar reter a rigidez e leveza para as forças que seriam vistas durante a corrida.

Nesse caso, carros de escalada de colina com um único assento participam do “Fórmula grátis” aula, o que significa que os carros nesta competição não são afetados por muitas regras, tornando as decisões de engenharia mais fáceis e mais tolerantes.

Diferentes tipos de suspensão precisam ser considerados aqui, mas o “fúrcula” o design foi escolhido por John e sua equipe. Para maximizar a downforce para o carro, John conseguiu fazer com que a largura total do carro 2.5 metros, tão largo quanto o trailer necessário. Essas dimensões maiores do plano dão ao carro mais área de superfície embaixo do carro, auxiliando com downforce em altas velocidades, o que é extremamente importante em curvas e curvas fechadas.

Outro aspecto técnico deste desafio é a aceleração do carro. De acordo com john, a aceleração não deve ser limitada pela potência em velocidade total. Para conseguir isso requer 4WD e cerca de 400 HP que é perfeitamente possível com um supercharged 1300 motor cc. Requer apenas um “acelerador de penas” fora da linha, mas a toda velocidade & downforce, uma grande transferência de energia é possível.

Um sentimento resumido de John:

“O projeto mudou logicamente do simples para o complexo ao longo de muitos anos de iterações, enquanto mantém a rigidez, baixo peso, e segurança do motorista.”

Como foi projetado

Figura 2: 3Renderização D do produto SkyCiv Structural 3D acabado

Carros de corrida de subida já existem há algum tempo, então há bastante, conhecimento geral da indústria, incluindo o peso mínimo, espessura da parede, construtibilidade, recomendações de segurança, etc. Para este projeto, a “fúrcula” projeto de suspensão significava que seria necessária resistência extra à flexão dos tubos de conexão.

À mão, design da estrutura espacial ao assumir que as juntas dos pinos são extremamente demorado para um projeto como este. Engenheiros que seguem esse caminho tendem a cometer erros, e porque, na prática, juntas soldadas (conexões fixas) existir, seria basicamente impossível completar manualmente. É aqui que o SkyCiv entrou em jogo para John.

Gerar a geometria do quadro no SkyCiv do projeto se transformou em um processo de aprendizagem para John. Ele começou com um pequeno aspecto do carro usando medidas tiradas de desenhos feitos à mão por John, começando com o aro do motorista. Ele percebeu que esses cálculos manuais seriam difíceis, então ele gradualmente adicionou mais e mais à pequena estrutura que tinha à medida que aprendia a usar o Plataforma SkyCiv.

Quanto às suspensões de mola, John decidiu modelá-los como tubos de estrutura rígida, como ele estava preocupado com as forças e tensões, não é a deflexão da mola.

“Por incrível que pareça, fui capaz de fazer isso depois de algumas horas, e as respostas faziam sentido em termos de tensões que calculei manualmente, então comecei a adicionar ao meu modelo de retângulo único e acabei com o carro inteiro, incluindo folga da transmissão da corrente e folga da haste da suspensão.”

Ir de aceleração e forças em g foi muito fácil para John usando SkyCiv. Os diagramas básicos de corpo livre interno e frontal com aceleração em g foram usados ​​para calcular as cargas, dados os pesos do quadro, que foram dados a ele automaticamente do SkyCiv.

Para o joão, também estava claro que a parte superior do corpo e as pernas do motorista impedem as diagonais entre esses retângulos, então eles foram projetados à mão como vigas. Ele descobriu durante o endireitamento da minha moldura espacial 50 anos atrás isso sobre 90% da flexibilidade de torção ocorre nestes 2 retângulos, em uma estrutura espacial bem triangulada.

Os casos de carga do osso da sorte & cálculos de tensão foram feitos à mão inicialmente com diagramas de corpo livre, feito mais simples do que a situação exata, então eu poderia fazer um cálculo manual, e então com fator de segurança extra adicionado.

Figura 3: Resultados da deflexão da vista do plano para um caso de carga de exemplo

Como o SkyCiv ajudou

Para a maioria dos projetos mecânicos como este, software extremamente robusto e complexo é necessário para a análise de, peças usinadas. Para John embora, ele foi capaz de tirar proveito dos recursos de modelagem e análise rápidos e fáceis de 3D estrutural – um módulo não comumente usado para o design do quadro do carro de corrida. Normalmente usado para construção estrutural e projeto de estrutura, ele foi capaz de flexibilizar a versatilidade da plataforma SkyCiv para seu incrível projeto.

No início do projeto, era imperativo para John confirmar alguns cálculos manuais que ele havia concluído, mas o mais importante, descubra as deflexões de seu quadro. Os casos de carga para 3 g curva, 3 frenagem g, 3 aceleração g, 3 g bump eram fáceis de aplicar de acordo com John.

“…os resultados lineares de tensão / deflexão foram fáceis de entender no modelo renderizado, que também tem um sombreamento muito bom.”

Figura 4: 3D renderizado Tensão Axial Estrutural 3D resulta de força descendente e cargas de curva no quadro

Sem um auxílio de software, ele esperava desistir quando se tornasse muito. Conhecer as forças em mãos com a operação do carro, John foi capaz de usar o solucionador analítico em Structural 3D para obter as tensões de seus membros de estrutura e suas deflexões resultantes.

John falando sobre o valor da renderização 3D e representação de resultados analíticos:

“Encontrei várias interferências que não eram evidentes nos meus desenhos e fui capaz de melhorar várias posições difíceis de membros diagonais. Isso mostrou o caminho para muitas outras pequenas, mas importantes, mudanças no formato do chassi e salvou muitas páginas de mudanças desenhadas à mão.”

Resultante da aplicação de curvas 3g, travagem, aceleração, e “ressalto” casos de carga, John usou os resultados da deflexão para verificar seus cálculos manuais e verificá-los, permitindo que ele faça mudanças transversais em sua estrutura espacial. Isso foi necessário para otimizar o peso e a rigidez do quadro do carro. Por exemplo, ele acaba precisando aumentar o tamanho do quadro em torno das pernas do motorista e área do quadril para aumentar a segurança em caso de colisão.