Для Джона Мори, Пожизненный интерес к гоночным машинам для лазания по холмам привел к удивительному проекту, которому помогли SkyCiv. Я рос, читая все о мотоциклах и автомобилях, исправление и изменение их, он пришел к выводу, что он хотел быть человеком, принимающим решения, когда дело доходит до объединения вещей. Со времен 20-22, у него был гоночный автомобиль, который в конечном итоге был разрушен в результате аварии. 50 лет спустя, он возродил свою страсть к спорту и увлечен постройкой нового автомобиля.

Тип: Механический
инженер: Джон Мори

“Я не могу передать вам, насколько простой и полезной была ваша программа в использовании., и это существенно повлияло на проект.”

О проекте

Для этого проекта, Джон хотел создать простой, но легкий и мощный гоночный автомобиль для подъема по холмам., начиная с увеличенного картинга и двигателя 1300 куб.. На данный момент это было выпущено, Джон работал над реальным воплощением своей мечты, и мы очень рады видеть его по завершении!

фигура 1: Гоночная машина, похожая на гоночную машину, разработанную Джоном.

Соревнование

Главным приоритетом этого проекта была безопасность водителя., привело к разработке трехмерного космического каркаса. Большой объем работы был потрачен на то, чтобы масштабировать раму от маленькой модели до натуральной.. В первую очередь, задача здесь - сохранить жесткость и легкость сил, которые будут видны во время гонки..

В таком случае, одноместные открытые автомобили для подъема в гору участвуют в “Формулы Libre” класс, Это означает, что на машины в этом соревновании не действуют многие правила., упрощая и упрощая инженерные решения.

Здесь необходимо учитывать различные типы подвески., но “поперечный рычаг” дизайн был выбран Джоном и его командой. Чтобы максимизировать прижимную силу для автомобиля, Джон смог получить общую ширину машины до 2.5 метры, такой ширины, как требуется прицеп. Эти большие размеры в плане дают автомобилю большую площадь под ним., помощь с прижимной силой на высоких скоростях, что крайне важно на крутых поворотах и ​​поворотах.

Еще один технический аспект этой задачи - ускорение автомобиля.. По словам Джона, ускорение не должно ограничиваться мощностью на полной скорости. Для этого требуется 4WD и около 400 HP, что вполне возможно с наддувом 1300 cc двигатель. Требуется только “перо дроссель” вне линии, но на полной скорости & прижимная сила, возможна огромная передача мощности.

Резюмирующее высказывание Джона:

“За долгие годы итераций проект логически перешел от простого к сложному., при сохранении жесткости, низкий вес, и безопасность водителя.”

Как это было задумано

фигура 2: 3D-рендеринг готового продукта SkyCiv Structural 3D

Гоночные машины для подъема в гору существуют уже давно, так что существует довольно много существующих, общие знания отрасли, включая минимальный вес, толщина стен, конструктивность, рекомендации по безопасности, и т.д. Для этого проекта, в “поперечный рычаг” конструкция подвески означала, что потребуется дополнительная прочность на изгиб соединительных трубок.

Рукой, пространственная конструкция рамы при допущении штифтовых соединений чрезвычайно отнимает много времени для такого проекта. Инженеры, идущие по этому пути, склонны ошибаться, а потому что на практике сварные швы (фиксированные соединения) существовать, было бы практически невозможно завершить вручную. Вот где SkyCiv вступил в игру для Джона..

Создание геометрии рамы в SkyCiv проекта превратилось для Джона в процесс обучения.. Он начал с небольшого аспекта автомобиля, используя измерения, взятые из нарисованных от руки рисунков, сделанных Джоном., начиная с обруча водителя. Он понимал, что эти расчеты вручную будут трудными., поэтому он постепенно добавлял все больше и больше к маленькой структуре, которую он имел, когда он учился использовать Платформа SkyCiv.

Что касается рессорной подвески, Джон решил смоделировать их как трубы с жесткой рамой., поскольку он был озабочен силами и стрессами, не прогиб пружины.

“Удивительно, но я смог это сделать через несколько часов, и ответы имели смысл с точки зрения напряжений, которые я вычислил вручную, поэтому я начал добавлять к моей модели одного прямоугольника и в итоге получил всю машину, включая зазор цепного привода и зазор толкателя подвески.”

Джону с помощью SkyCiv было довольно легко перейти от ускорения и силы к перегрузкам.. Основные схемы свободного тела внутри и спереди с ускорением в g были использованы для расчета нагрузок с учетом веса рамы., которые были предоставлены ему автоматически от SkyCiv.

Для Джона, также было ясно, что верхняя часть тела и ноги водителя исключают диагонали, пересекающие эти прямоугольники., поэтому они были примерно спроектированы вручную как балки. Он узнал во время выпрямления моего космического каркаса 50 лет назад это примерно 90% крутильной гибкости происходит в этих 2 прямоугольники, в хорошо триангулированной пространственной системе отсчета.

Нагрузки на поперечных рычагах & расчеты напряжений первоначально проводились вручную с использованием диаграмм свободного тела, Сделано проще, чем точная ситуация, чтобы я мог сделать ручной расчет, а затем с добавлением дополнительного запаса прочности.

фигура 3: Результаты прогиба на виде в плане для примера нагружения

Как SkyCiv помог

Для большинства механических проектов, подобных этому, чрезвычайно надежное и сложное программное обеспечение необходимо для анализа сложных, обработанные детали. Хотя для Джона, он смог воспользоваться преимуществами быстрого и простого моделирования и анализа Структурное 3D – модуль, который обычно не используется для конструкции рамы гоночного автомобиля. Обычно используется для структурного строительства и каркасного проектирования., он смог использовать универсальность платформы SkyCiv для своего потрясающего проекта.

В начале проекта, Джону было необходимо подтвердить некоторые ручные вычисления, которые он выполнил, но что более важно, узнать отклонения его рамы. Нагрузки для 3 g прохождение поворотов, 3 g торможение, 3 ускорение g, 3 g bump было легко применить по словам Джона.

“…результаты линейных напряжений / прогибов легко понять на визуализированной модели, который также имеет действительно хорошее затенение.”

фигура 4: 3D-рендеринг Structural 3D Осевое напряжение в результате прижимной силы и угловых нагрузок на раму

Без программного обеспечения, он полностью ожидал, что сдастся, когда станет слишком много. Знание имеющихся сил при эксплуатации автомобиля, Джон смог использовать аналитический решатель в Structural 3D, чтобы получить напряжения в элементах его рамы и их результирующие прогибы..

Джон говорит о ценности 3D-рендеринга и отображения аналитических результатов:

“Я обнаружил несколько пересечений, которые не были очевидны на моих рисунках, и смог улучшить несколько сложных положений диагональных элементов.. Это открыло путь для многих других небольших, но важных изменений формы шасси и сохранило множество нарисованных от руки страниц изменений.”

Происхождение от применения поворотов 3g, торможение, ускорение, и “удар” случаи нагрузки, Джон использовал результаты отклонения, чтобы перепроверить свои ручные вычисления и проверить их., позволяя ему вносить изменения в поперечное сечение его космической рамы. Это было необходимо для оптимизации веса и жесткости рамы автомобиля.. Например, в конечном итоге ему необходимо увеличить размер рамы вокруг ног водителя и области бедер для повышения безопасности при столкновении.