John Morey için, Tırmanış yarış arabalarına ömür boyu süren bir ilgi, SkyCiv. Motosikletler ve arabalarla ilgili her şeyi okuyarak büyümek, onları düzeltmek ve değiştirmek, işleri bir araya getirmeye geldiğinde kararları veren kişi olmak istediği sonucuna vardı.. çağlarından itibaren 20-22, sonunda bir kaza sonucu harap olan bir yarış arabasına sahipti. 50 yıllar sonra, spora olan tutkusunu yeniden alevlendirdi ve yeni bir araba inşa etme konusunda tutkulu.

Tür: Mekanik
Mühendis: John Morey

“Programınızın kullanımının ne kadar kolay ve kullanışlı olduğunu size anlatamam., ve projede önemli bir fark yarattı.”

Proje hakkında

Bu proje için, John, basit ama hafif ve güçlü bir tepe tırmanma yarış arabası yaratmak istedi, büyütülmüş bir go-kart ve 1300cc motorla başlayarak. Şu anda bu yayınlandı, John aslında rüyasını inşa etmeye çalışıyordu., ve tamamlandığında görmek için çok heyecanlıyız!

Figür 1: John tarafından tasarlanana benzer tepe tırmanma yarış arabası

Meydan okuma

Bu projenin ana önceliği sürücü güvenliğiydi, 3D uzay çerçeve tasarımının geliştirilmesine öncülük eden. Çerçeveyi küçük bir modelden gerçek boyuta büyütmeye çalışmak için büyük miktarda çalışma yapıldı.. Öncelikli olarak, Buradaki zorluk, yarış sırasında görülecek olan kuvvetler için sertliği ve hafifliği korumaya çalışmaktır..

Bu durumda, tek koltuklu açık tekerlekli tepe tırmanma arabaları “formül özgürlüğü” sınıf, yani bu yarışmadaki arabalar pek çok kuraldan etkilenmez., mühendislik kararlarını daha kolay ve daha bağışlayıcı hale getirmek.

Burada dikkate alınması gereken farklı askıya alma türleri, fakat “lades kemiği” tasarım John ve ekibi tarafından seçildi. Araç için yere basma kuvvetini en üst düzeye çıkarmak için, John, arabanın toplam genişliğini 2.5 metre, treyler gerektiği kadar geniş. Bu daha büyük plan boyutları, arabaya arabanın altında daha fazla yüzey alanı verir., yüksek hızlarda yere basma kuvvetine yardımcı olmak, keskin dönüşlerde ve köşelerde son derece önemli olan.

Bu zorluğun bir başka teknik yönü de otomobilin hızlanmasıdır.. John'a göre, hızlanma tam hızda güç sınırlı olmamalıdır. Bunu başarmak için 4WD ve yaklaşık 400 Supercharged ile oldukça mümkün olan HP 1300 cc motor. Sadece bir gerektirir “tüy gaz kelebeği” hat dışı, ama tam hızda & sürtünme kuvveti, büyük bir güç aktarımı mümkün.

John'dan özetleyen bir duygu:

“Proje, yıllarca süren yinelemelerle mantıklı bir şekilde basitten karmaşığa geçti, sertliği korurken, düşük ağırlık, ve sürücü güvenliği.”

Nasıl Tasarlandı

Figür 2: 3Bitmiş SkyCiv Structural 3D ürününün D render

Yokuş yukarı tırmanma yarış arabaları bir süredir etrafta, bu yüzden oldukça fazla mevcut, Asgari ağırlık dahil endüstri hakkında genel bilgi, duvar kalınlığı, inşa edilebilirlik, güvenlik önerileri, vb. Bu proje için, NS “lades kemiği” süspansiyon tasarımı, bağlantı borularının ekstra eğilme mukavemetine ihtiyaç duyulacağı anlamına geliyordu.

elle, pim bağlantılarının olduğu varsayıldığında uzay çerçeve tasarımı son derece böyle bir proje için zaman alıcı. Bu yoldan giden mühendisler hata yapma eğilimindedir., ve pratikte kaynaklı bağlantılar nedeniyle (sabit bağlantılar) mevcut, elle tamamlamak temelde imkansız olurdu. John için SkyCiv'in devreye girdiği yer burasıdır..

Projenin SkyCiv'inde çerçevenin geometrisini oluşturmak, John için bir öğrenme sürecine dönüştü. John tarafından yapılan elle çizilmiş çizimlerden alınan ölçümleri kullanarak arabanın küçük bir yönü ile başladı., sürücü kasnağı ile başlayan. Bu hesaplamaların elle yapılmasının zor olacağını fark etti., bu yüzden, nasıl kullanılacağını öğrendikçe sahip olduğu küçük yapıya giderek daha fazlasını ekledi. SkyCiv platformu.

Yaylı süspansiyonlara gelince, John bunları sert çerçeve boruları olarak modellemeye karar verdi., güçler ve streslerle ilgilendiğinden, yay sapması değil.

“Şaşırtıcı bir şekilde birkaç saat sonra yapabildim, ve cevaplar, elle hesapladığım gerilimler açısından anlamlıydı, bu yüzden tek dikdörtgen modelime eklemeye başladım ve tüm arabayı bitirdim, zincir tahrik boşluğu ve süspansiyon itme çubuğu boşluğu dahil.”

John için SkyCiv'i kullanarak ivmeden ve g'deki kuvvetlerden yola çıkmak oldukça kolaydı. Çerçevenin ağırlıkları verilen yükleri hesaplamak için g cinsinden ivmeli temel serbest cisim diyagramları iç ve ön cepheden kullanılmıştır., kendisine SkyCiv'den otomatik olarak verilen.

John için, Ayrıca sürücünün üst gövdesinin ve bacaklarının bu dikdörtgenler boyunca çaprazları engellediği açıktı., bu yüzden kabaca elle kirişler olarak tasarlandılar. Uzay çerçevemin düzeltilmesi sırasında öğrendi 50 yıllar önce bu konuda 90% burulma esnekliğinin bu 2 dikdörtgenler, aksi halde iyi üçgenlenmiş bir uzay çerçevesinde.

Salıncak kemiği yük durumları & gerilim hesaplamaları başlangıçta serbest cisim diyagramları ile elle yapılmıştır., kesin durumdan daha basit hale getirildi, böylece bir el hesabı yapabilirim, ve sonra ekstra güvenlik faktörü eklendi.

Figür 3: Örnek bir yük durumu için plan görünümü sapma sonuçları

SkyCiv Nasıl Yardımcı Oldu?

Bunun gibi çoğu mekanik proje için, karmaşık analizler için son derece sağlam ve karmaşık bir yazılıma ihtiyaç vardır., işlenmiş parçalar. Yine de John için, hızlı ve kolay modelleme ve analiz özelliklerinden yararlanmayı başardı. Yapısal 3D – yarış arabası çerçeve tasarımı için yaygın olarak kullanılmayan bir modül. Genellikle yapısal bina ve çerçeve tasarımı için kullanılır, harika projesi için SkyCiv platformunun çok yönlülüğünü esnetmeyi başardı.

Projenin başında, John'un tamamladığı bazı el hesaplamalarını doğrulaması zorunluydu ama daha da önemlisi, çerçevesinin sapmalarını bul. için yük durumları 3 g viraj, 3 g frenleme, 3 g ivmesi, 3 John'a göre g yumrularının uygulanması kolaydı.

“…oluşturulan modelde doğrusal gerilim/sapma sonuçlarının anlaşılması kolaydı, bu da gerçekten iyi bir gölgelendirmeye sahip.”

Figür 4: 3D render Yapısal 3D Eksenel gerilim, şasi üzerindeki bastırma kuvveti ve viraj alma yüklerinden kaynaklanır

Yazılım yardımı olmadan, çok fazla olduğunda tamamen vazgeçmeyi bekliyordu. Arabanın çalışmasıyla eldeki kuvvetleri bilmek, John, çerçeve elemanlarının gerilimlerini ve bunların sonucunda ortaya çıkan sapmaları elde etmek için Yapısal 3D'de Analitik çözücüyü kullanabildi.

John, analitik sonuçların 3B oluşturma ve tasvirinin değeri hakkında konuşuyor:

“Çizimlerimde belirgin olmayan birkaç müdahale buldum ve birkaç zor diyagonal eleman pozisyonunu iyileştirebildim.. Bu, diğer birçok küçük ama önemli şasi şekli değişikliğinin yolunu gösterdi ve elle çizilmiş birçok değişiklik sayfasını kurtardı.”

3g viraj uygulamasından kaynaklanan, frenleme, hızlanma, ve “çarpmak” Hindistan konumlarına girin, John, el hesaplamalarını çapraz kontrol etmek ve doğrulamak için sapma sonuçlarını kullandı., uzay çerçevesinde enine kesit değişiklikleri yapmasına izin vermek. Bu, otomobil çerçevesinin hem ağırlığını hem de sertliğini optimize etmek için gerekliydi.. Örneğin, Daha fazla çarpışma güvenliği için sürücünün bacaklarının etrafındaki çerçevenin boyutunu ve kalça bölgesini büyütme ihtiyacı duyuyor..