Analýza tuhosti rámu studentské formule

David Krzikalla

Bakalářská práce

Stiffness Analysis of Formula Student Frame

Anotace:

Bakalářská práce se zabývá analýzou torzní tuhosti rámu studentské formule Vector 04 týmu Formula TU Ostrava. V úvodu práce je představen projekt Formula SAE, poté následuje popis technických požadavků na vozy a jejich rámy dle pravidel Formula SAE. Práce pokračuje popisem stavby modelu pro simulaci torzní tuhosti, který je založen na tzv. metodě se dvěma nosníky, kdy rám je uchycen ke 2 nosníkům. Aplikací síly na jeden z nich je generováno zatížení rámu. Jsou popsána zjednodušení modelu a aplikovány okrajové podmínky, tak aby výsledky bylo možné porovnat s výsledky experimentu, který byl proveden ve stejném duchu pro verifikaci a nalazení simulace. Výsledky simulací a experimentu jsou porovnány mezi sebou, a také se zkrutnou tuhostí náprav. Z porovnání vyplývá, že analýza je přijatelně nalazena vzhledem k experimentu a torzní tuhost rámu vzhledem ke zkrutné tuhosti náprav je dostatečná. Nakonec jsou diskutovány možnosti optimalizace rámu z pohledu zvýšení tuhosti (popř. snížení hmotnosti) a je zde uveden příklad takové optimalizace.

Abstract:

Bachelor thesis is dealing with analysis of torsion stiffness of the frame of Formula TU Ostrava team vehicle Vector 04. Firstly, the project Formula SAE is introduced followed by a description of technical requirements for Formula SAE vehicles and for frames of such vehicles. The thesis continues with description of simulation model for torsion stiffness analysis based on so called two-beams method. The method is based on attachment of the frame to two beams. Application of a force on one of beams causes torsion loading of the frame. Simplifications of the model are discussed and boundary conditions are applied in such manner to allow comparison of result with the experiment which is also carried out for verification and tuning of the simulation. The results from simulations and from experiment are compared together and with roll stiffness of suspension. From comparisons follows that the simulation is acceptably tuned with respect to experiment and the frame is sufficiently stiff with respect to roll stiffness of the suspension. The thesis is concluded by possibilities of optimization of the frame to increase torsion stiffness (and possibly reduce mass of the frame) and one example of such an optimization is introduced.

Klíčová slova

Formula SAE, Formula Student, torzní tuhost

Keywords

Formula SAE, Formula Student, torsion stiffness

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 21. 5. 2018

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 11. 6. 2018
• Vedoucí: Zdeněk Poruba
• Oponent: Aleš Slíva

VŠB - Technická univerzita Ostrava

Fakulta strojní

Bakalářský studijní program / obor:
Strojírenství / Aplikovaná mechanika