Name: תכנון וייצור של ספינת-קרב כיתה רכב סולארי (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-01-30T13:00:00.000+00:00
Duration: 14 min 57 s
Description: חקור תכנון מבני של רכב סולארי מפלסטיק מחוזק סיבי פחמן באמצעות מודלים של איברים סופיים וסימולציות התרסקות. השיטה מאפשרת אופטימיזציה של משקל ובטיחות לתחרויות סולאריות.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

המחברים רוצה להודות לכל חברי האגודה ספורט Solare אונדה (www.ondasolare.com) על תמיכתם חיוני Lukovic מרקו שהיה ליוצר הסיירת אסתטי. פעילות מחקרית זו מומש עם התמיכה הכלכלית של האיחוד האירופי ושל האזור Emilia-Romagna בתוך POR FESR 2014-2020, ציר 1, מחקר וחדשנות.

<ol><li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Popular+Mechanics+Magazine%22">Popular Mechanics Magazine</a>. 104 (3), Hearst Magazines. (1955).</li>
<li>Thacher, E. F. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aThacher%2C+EF+%22A+Solar+Car+Primer%2C+A+Guide+to+the+Design+and+Construction+of+Solar-Powered+Racing+Vehicles%22">A Solar Car Primer, A Guide to the Design and Construction of Solar-Powered Racing Vehicles</a>. , Springer. (2015).</li>
<li>Minak, G., Fragassa, C., de Camargo, F. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+brief+review+on+determinant+aspects+in+energy+efficient+solar+car+design+and+manufacturing%5BTitle%5D)+AND+%22Smart+Innovation%2C+Systems+and+Technologies%22%5BJournal%5D)">A brief review on determinant aspects in energy efficient solar car design and manufacturing.</a> Smart Innovation, Systems and Technologies. 68, 847-856 (2017).</li>
<li>Tamura, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Teijin+advanced+carbon+fiber+technology+used+to+build+solar+car+for+world+solar+challenge%5BTitle%5D)+AND+%22Reinforced+Plastics%22%5BJournal%5D)">Teijin advanced carbon fiber technology used to build solar car for world solar challenge.</a> Reinforced Plastics. 60, 160-163 (2016).</li>
<li>Kin, W. D., Kruger, S., van Rensburg, N. J., Pretorius, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Numerical+assessment+of+aerodynamic+properties+of+a+solar+vehicle%5BTitle%5D)+AND+%22ASME+2013+International+Mechanical+Engineering+Congress+and+Exposition%22%5BJournal%5D)">Numerical assessment of aerodynamic properties of a solar vehicle.</a> ASME 2013 International Mechanical Engineering Congress and Exposition. , San Diego. (2013).</li>
<li>Betancur, E., Mejía-Gutiérrez, R., Osorio-Gómez, G., Arbelaez, A. Design of structural parts for a racing solar car. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBetancur%2C+E+%22Advances+on+Mechanics%2C+Design+Engineering+and+Manufacturing.+Proceedings+of+the+International+Joint+Conference+on+Mechanics%2C+Design+Engineering+%26+Advanced+Manufacturing+%28JCM+2016%2C+14-16+September%2C+2016%2C+Catania%2C+Italy%29%22">Advances on Mechanics, Design Engineering and Manufacturing. Proceedings of the International Joint Conference on Mechanics, Design Engineering & Advanced Manufacturing (JCM 2016, 14-16 September, 2016, Catania, Italy)</a>. Eynard, B., Nigrelli, V., Oliveri, S. M., Peris-Fajarnes, G., Rizzuti, S. , Springer. 25-32 (2017).</li>
<li>Joost, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reducing+vehicle+weight+and+improving+U.S.+energy+efficiency+using+integrated+computational+materials+engineering%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+Minerals%2C+metals%2C+and+Materials+Society%22%5BJournal%5D)">Reducing vehicle weight and improving U.S. energy efficiency using integrated computational materials engineering.</a> Journal of the Minerals, metals, and Materials Society. 64, 1032-1038 (2012).</li>
<li>Paterson, G., Vijayaratnam, P., Perera, C., Doig, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Design+and+development+of+the+Sunswift+eVe+solar+vehicle%3A+a+record-breaking+electric+car%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Automobile+Engineering%22%5BJournal%5D)">Design and development of the Sunswift eVe solar vehicle: a record-breaking electric car.</a> Journal of Automobile Engineering. 230, 1972-1986 (2016).</li>
<li>Betancur, E., Fragassa, C., Coy, J., Hincapie, S., Osorio-Gómez, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Aerodynamic+effects+of+manufacturing+tolerances+on+a+solar+car%5BTitle%5D)+AND+%22Smart+Innovation%2C+Systems+and+Technologies%22%5BJournal%5D)">Aerodynamic effects of manufacturing tolerances on a solar car.</a> Smart Innovation, Systems and Technologies. 68, 868-876 (2017).</li>
<li>de Kock, J. P., van Rensburg, N. J., Kruger, S., Laubscher, R. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Aerodynamic+optimization+in+a+lightweight+solar+vehicle+design%5BTitle%5D)+AND+%22ASME+2014+International+Mechanical+Engineering+Congress+and+Exposition%22%5BJournal%5D)">Aerodynamic optimization in a lightweight solar vehicle design.</a> ASME 2014 International Mechanical Engineering Congress and Exposition. , Montreal. 1-8 (2014).</li>
<li>Sancraktar, E., Gratton, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Design%2C+analysis%2C+and+optimization+of+composite+leaf+springs+for+light+vehicle+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Composite+Structure%22%5BJournal%5D)">Design, analysis, and optimization of composite leaf springs for light vehicle applications.</a> Composite Structure. 44, 195-204 (1999).</li>
<li>de Camargo, F. V., Fragassa, C., Pavlovic, A., Martignani, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+of+the+suspension+design+evolution+in+solar+cars%5BTitle%5D)+AND+%22FME+Transactions%22%5BJournal%5D)">Analysis of the suspension design evolution in solar cars.</a> FME Transactions. 45 (3), 394-404 (2017).</li>
<li>Hurter, W. S., van Rensburg, N. J., Madyira, D. M., Oosthuizen, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Static+analysis+of+advanced+composites+for+the+optimal+design+of+an+experimental+lightweight+solar+vehicle+suspension+system%5BTitle%5D)+AND+%22ASME+2014+International+Mechanical+Engineering+Congress+and+Exposition%22%5BJournal%5D)">Static analysis of advanced composites for the optimal design of an experimental lightweight solar vehicle suspension system.</a> ASME 2014 International Mechanical Engineering Congress and Exposition. , Montreal. (2014).</li>
<li>de Camargo, F. V., Giacometti, M., Pavlovic, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Increasing+the+energy+efficiency+in+solar+vehicles+by+using+composite+materials+in+the+front+suspension%5BTitle%5D)+AND+%22Smart+Innovation%2C+Systems+and+Technologies%22%5BJournal%5D)">Increasing the energy efficiency in solar vehicles by using composite materials in the front suspension.</a> Smart Innovation, Systems and Technologies. 68, 801-811 (2017).</li>
<li>Mathijsen, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Redefining+the+motor+car%5BTitle%5D)+AND+%22Reinforced+Plastics%22%5BJournal%5D)">Redefining the motor car.</a> Reinforced Plastics. 60, 154-159 (2016).</li>
<li>Liu, Q., Lin, Y., Zong, Z., Sun, G., Li, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lightweight+design+of+carbon+twill+weave+fabric+composite+body+structure+for+electric+vehicle%5BTitle%5D)+AND+%22Composite+Structures%22%5BJournal%5D)">Lightweight design of carbon twill weave fabric composite body structure for electric vehicle.</a> Composite Structures. 97, 231-238 (2013).</li>
<li>Gay, D. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aGay%2C+D+%22Composite+Materials%3A+Design+and+Applications%22">Composite Materials: Design and Applications</a>. , CRC Press. Boca Raton, FL. (2014).</li>
<li>Poodts, E., Panciroli, R., Minak, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Design+rules+for+composite+sandwich+wakeboards%5BTitle%5D)+AND+%22Composites+Part+B%3A+Engineering%22%5BJournal%5D)">Design rules for composite sandwich wakeboards.</a> Composites Part B: Engineering. 44 (1), 628-638 (2013).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22ASTM+D7264.+Standard+Test+Method+for+Flexural+Properties+of+Polymer+Matrix+Composite+Materials%22">ASTM D7264. Standard Test Method for Flexural Properties of Polymer Matrix Composite Materials</a>. , ASTM International. West Conshohocken, PA. (2015).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22ASTM+D2344.+Standard+Test+Method+for+Short-Beam+Strength+of+Polymer+Matrix+Composite+Materials+and+Their+Laminates%22">ASTM D2344. Standard Test Method for Short-Beam Strength of Polymer Matrix Composite Materials and Their Laminates</a>. , ASTM International. West Conshohocken, PA. (2015).</li>
<li>Rondina, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+full+carbon+wheels+for+sport+cars+with+high-volume+technology%5BTitle%5D)+AND+%22Composite+Structures%22%5BJournal%5D)">Development of full carbon wheels for sport cars with high-volume technology.</a> Composite Structures. 192, 368-378 (2018).</li>
<li>American Solar Challenge 2018 Regulations. Revision B, September 4, 2017. , Available from:
 <a target="_blank" href="http://americansolarchallenge.org/ASC/wp-content/uploads/2017/09/ASC2018-Regs-External-Revision-B.pdf">http://americansolarchallenge.org/ASC/wp-content/uploads/2017/09/ASC2018-Regs-External-Revision-B.pdf</a> (2017).</li>
<li>Sodena, P. D., Kaddourb, A. S., Hinton, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recommendations+for+designers+and+researchers+resulting+from+the+world-wide+failure+exercise%5BTitle%5D)+AND+%22Composites+Science+and+Technology%22%5BJournal%5D)">Recommendations for designers and researchers resulting from the world-wide failure exercise.</a> Composites Science and Technology. 64, 589-604 (2004).</li>
<li>Zenkert, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+Introduction+to+Sandwich+Construction%5BTitle%5D)+AND+%22Engineering+Materials+Advisory+Services+Ltd%22%5BJournal%5D)">An Introduction to Sandwich Construction.</a> Engineering Materials Advisory Services Ltd. , (1995).</li>
<li>Barbero, E. J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBarbero%2C+EJ+%22Finite+Element+Analysis+of+Composite+Materials+Using+AbaqusTM%22">Finite Element Analysis of Composite Materials Using AbaqusTM</a>. , CRC Press. Boca Raton, FL. (2013).</li>
<li>Hashin, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Failure+Criteria+for+Unidirectional+Fiber+Composites%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Mechanics%22%5BJournal%5D)">Failure Criteria for Unidirectional Fiber Composites.</a> Journal of Applied Mechanics. 47 (2), 329-334 (1980).</li>
<li>Yu, W. J., Kim, H. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Double+Tapered+FRP+Beam+for+Automotive+Suspension+Leaf+Spring%5BTitle%5D)+AND+%22Composite+Structures%22%5BJournal%5D)">Double Tapered FRP Beam for Automotive Suspension Leaf Spring.</a> Composite Structures. 9, 279-300 (1988).</li>
<li>Shokrieh, M. M., Rezaei, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+and+optimization+of+composite+leaf+spring%5BTitle%5D)+AND+%22Composite+Structures%22%5BJournal%5D)">Analysis and optimization of composite leaf spring.</a> Composite Structures. 60, 317-325 (2003).</li>
<li>Wood, K. Composite leaf springs: Saving weight in production. , Available from:
 <a target="_blank" href="https://www.compositesworld.com/articles/composite-leaf-springs-saving-weight-in-production-suspension-systems">https://www.compositesworld.com/articles/composite-leaf-springs-saving-weight-in-production-suspension-systems</a> (2014).</li>
</ol>

המחברים אין לחשוף.

טבלה 1, זה ניתן להבחין כי laminas יחיד אינם סימטריים, אמנם כל כריך. זאת בשל הצורך שיש לפחות שני מספר עננים נים, המינימום טכנולוגי, ואת התכונות המכאניות הרצוי.
מצד אחד, המקטע מסומן כ- 1/1 ב, 2, 3 איור 7 אחראי על תכונות מכאניות בסך הכל, להיות הכיוון של רובדי חד כיווני חיזוק גבוהה-כוח ההבדל העיקרי ביניהם. בצד השני, הסעיפים שסומנו A, B, C ו- D משתנים כדי לקחת בחשבון את עומסי מרוכז של המערכות ההשעיה, של מושבי הנוסעים, בשל נוכחותם של המעיינות עלה.
המודל סופיים המשמש לניתוח של המארז ללא הפרדות צבע מבוסס על טופולוגיה מעטפת. רכיבי מעטפת הם אופציה מתאימה עבור שכפול מבנים מרוכבים, כפי שהם נוטים לתפוס את נוקשות כיפוף של גופים עם קירות דקים עם רשתות פשוטות יותר באופן משמעותי מאשר יסודות מוצקים. מצד שני, להזדקק הרצף מעטפת או רכיבים מוצק יש לקחת בחשבון בעת דגמי מבנים כריך עבה או אזורים עם מעברי צבע מתח גבוה; דיון השוואתי על רכיבי מעטפת מעטפת ושיח מסופק24,25.
המטרה העיקרית של ניתוח סטטי הוא מאמת הנוקשות והעוצמה של המבנה עומד בדרישות. דרישות נוקשות נאכפות ישירות על-ידי הבטחת כי להרכב של הרכב תחת כל מקרה טען היא בגבולות של התקנות (כלומר, לא החלק של הרכב חודר לחדר הדיירים). הערכת לכוח של המבנה מבוסס על הערכת הנזק של Hashin26 של עננים נים ללא הפרדות צבע; כלומר, הפרמטרים של Hashin חייב להיות אך ורק פחות מ 1. כמו מצבי נזק שונים לתרום הכישלון הגלובלית של הפרדות צבע למינציה, השימוש בקריטריונים נזק מצטבר (למשל, של Hashin) מומלץ; קריטריונים לחץ מרביות יכול להיות מתאים רכיבים מתכתיים.
הספרות הציעה פתרונות שונים עבור אופטימיזציה עיצוב של מעיינות עלה מרוכבים קלת משקל, אולם רובם להתחבר רק עם גלגל יחיד27,28 (אין יכולת antiroll) או רק מתאימים אינפוזיה עובש טכנולוגיה (צמצום כפול)29. העיצוב של האביב העלה שהוצגו כאן הוא מוגבל אפריורי מאת prepreg היומי תהליך, אשר אינו מאפשר פתרון כפול-צמצום עיצוב אבל מבטיח חוזק חומרים גבוהה ואמינות.
ההיבט החדשני של האביב העלה הוא שילוב פונקציונאלי של שני רכיבים באחד (המעיין, הבר antiroll), היתרון העיקרי הוא הפחתת מסה. יתר על כן, בזכות המודל האנליטי המוצע, זה אפשרי להקטין את המסה ולקבל עוד יותר את הגיאומטריה של האופטימלית מהר עבור עומס מרבי set והזחה.
לחצים מקומיים ו- out-של-המטוס אלה, אשר לא יכול להיות מוערך על ידי המודל האנליטי, מוערכות על-ידי אלמנטים סופיים, הרבדים יחיד ללא הפרדות צבע העלים הם עוצב עם אלמנטים לבנים. פתרון זה שהמפתחות כבד יותר באמצעות צדפים אבל מאפשר, בשילוב עם Hashin, כשל תלת-ממדי קריטריונים כדי לחזות delamination הנגרמת על ידי מטענים out-של-המטוס, אשר הוא היבט חשוב של העיצוב העלים. לבסוף, יש מודלים אנליטיים ומספרי עבור העיצוב של המעיין עלה מאומתים על-ידי בדיקה ניסויית על קפיץ עלה שקנה המידה שלה השתנה.
לגבי הבדיקה התרסקות, העקירה גבוהות יחסית של הכלוב רול, אמנם הוא לא מייצג עניין של דאגה, בעיקר מיוחס בפריסה של הבר הקבלה שלו. צורתו noncurved ועל הדרך חריפה שבה היא ממוקמת, עם. ללא רמאות, על זווית חדה עם כיוון ההשפעה, אחראי להעברת רוב האנרגיה כי צריך להיספג על ידי המארז לכלוב רול, אשר יש מטרה ברורה מבנית . מסיבה זו, דחף את הכלוב רול האחורי של הרכב, גורם מתח גבוהות על-פני אזורים שלו מצורף אל המושבים. חשוב לשים לב כי למרות לבטיחות כל תכונות אשר יכול להיות פוטנציאל משופר, להרכב מינימלי של monocoque ואת העובדה כי לא רכיבים שחדר/מחורר אחרים שיהיה ברור שנחשב העיצוב של הרכב בטוחה בנוגע crashworthiness שלה.
לכן, העיצוב מבנית של הרכב כולו נחשב מוטבו מבחינת בחומרים, איפה חיוני על העיצוב של monocoque ועל המעיינות עלה כי היו המותאמים להיות בחישוב מקיף הראה בפרוטוקול אור וכדי להציג הופעה מכניות משופרות. יתר על כן, באמצעות מספריים קריסה מבחן סימולציה, מבנה הרכב הוכיח כי הוא מסוגל לעמוד בהצלחה את המומנטום להסיק על ידי השפעה פרונטלי בהתחשב המהירות הממוצעת של המכונית על היעילות האנרגטית אופטימלית שלה.

מכונית סולארית הוא רכב סולארית שימשו יבשתית. המכונית הסולארית הראשונה הוצגה בשנת 1955: זה היה מודל 15 אינץ זעירים, של 12 תאים פוטו סלניום ו- מנוע חשמלי קטן1. מאז זה הדגמה מוצלחת, מאמצים גדולים בוצעו ברחבי העולם כדי להוכיח את הכדאיות של השמש-ניידות.
העיצוב של רכב סולארי2 הוא מוגבל חמור לפי כמות האנרגיה המושקעת נכנס למכונית, אשר די מוגבל בתנאים רגילים. איזה טיפוס עוצבו לשימוש הציבור, למרות אין מכוניות בעיקר מופעל על ידי השמש זמינים מסחרית. לאמיתו של דבר, מכוניות השמש נראה רחוק שימוש משותף בחיי היומיום, בהתחשב ליכולתם הנוכחי, במיוחד במונחים של עלות, הטווח והפונקציונליות. במקביל, הם הם המייצגים ספסל מבחן תקף לפיתוח מתודולוגיות חדשות, ברמות של עיצוב והן בייצור, שילוב טכנולוגיה המשמשת בדרך כלל בתחומים תעשייתיים מתקדמות, כמו התעשייה האווירית, אנרגיה חלופית, ו כלי רכב. בנוסף, רוב מכוניות השמש נבנו לצורך מכונית סולארית גזעים, blazoned אירועים בכל רחבי העולם, אשר המשתתפים הם בעיקר מאוניברסיטאות וממרכזי מחקר זה הן המתגאה המחקר של האופטימלית פתרונות לכל בעיה טכנית. בפרט, מארגני התחרויות החשובות ביותר (למשל, האתגר העולמי השמש האתגר) יש כבר אימוץ אסטרטגיה של פיתוח של תקנות המירוץ שמטרתן הבאת רכב קיצוניים אלה קרוב ככל האפשר כדי מסורתיות יותר אמצעי התחבורה. באופן ספציפי, לאחר שנים רבות בהם היו כלי רכב יחיד-מקומות, לנוע את המסלול מהר ככל האפשר, הקטגוריה מתהווה של כלי רכב סיירת יש כבר לאחרונה הציג ופיתח עבור תעבורה יעילה של עוד נוסעים.
לכלי רכב אלה, הדרישות הטכניות הפכו מחמירים עוד יותר. למעשה, לא רק הם צריכים להבטיח את יעילות אנרגיה מקסימלית, אלא הם גם חייבים לקיים תנאים הנדסיים מורכבים יותר קשורה פונקציות שונות. לדוגמה, אפשרות שינוע מספר רב יותר של הדיירים מקשה יותר להבטחת תנאי הבטיחות ואת drivability. המאמץ נעשה מסובך יותר עקב העלייה במשקל הכללי ואת הצורך להוסיף חבילת הסוללה גדול יותר, ואילו החללים הפנימיים צריך להיות מופחת, שהופך את המיקום של המכניקה קשה.
פילוסופיה עיצוב חדש יש לגשת, כולל חזון שונה של שימוש בחומר וייצור. ראשית, חומרים יש לבחור המבוסס על יחס חוזק למשקל הגבוה ביותר ולייצג, כתוצאה ישירה, סיבי פחמן מחוזק פלסטיק פתרון אופטימלי. יתר על כן, עליך ליישם בתחבולות ספציפיים עיצוב.
במאמר הנוכחי, מתוארים ההליכים מועסקים לעצב חלקים מבניים החשוב ביותר של הרכב סולארית, כגון התושבת שלה monocoque, ההשעיה, אפילו מבחן התרסקות חישובית. הטווח הסופי הוא להשיג במהירות רכב סולארי עם כמה שפחות המשקל, פשרה עם חוקי האווירודינמיקה וגזע.
ללא ספק, החיפוש אחר החומר האופטימלי מבחינת היחס בין משקל והתנגדות מוגבלת על ידי טכנולוגיית מועסק, אשר המכייר אוטוקלב של CFRP prepregs. מטרת השיטות שנבחרה היא הקביעה מהירה של הבחירה גשמי האופטימלית מבחינת רובדי טיפולוגיה בטווח מוגבל של אפשרויות ומבחינת קליעת ליי-אפ. למעשה, עיצוב עם חומרים מרוכבים מרמז על הבחירה בו זמנית של מאפיינים גיאומטריים של הסעיפים של חומר מסוים, הטכנולוגיה המתאימה (כך, המקרה שהוצג כאן, היה נחוש א-פריורי, כפי שקורה לעתים קרובות).
מספר תחרויות ביצועים הבינעירוניים הנודע עבור כלי רכב חשמליים שמשי נערכו ברחבי העולם בעשורים האחרונים, המערבים למעלה-דרגה לאוניברסיטאות ולמרכזי מחקר, מי הם הסוכנים הראשיים קידום פיתוח כזה ניידות טכנולוגיה. אולם, התחרותיות הפועלת בתחום מחקר זה בברית עם גבולות קניין רוחני הוא גורם מגביל ברצינות על פעפוע של ידע בנושא. משום כך, סקירת ספרות בחשבונות עיצוב מכונית סולארית עבור הפניות כמה (וגם לפעמים מיושנים), גם כאשר כל מחקרים מבוססים על זה סקר3, וזה למה המימוש של יצירות כמו ההווה מעודדים.
ללא תלות להיות משופרת איזה היבט של העיצוב של הרכב, מטרה משותפת תמיד מכוונת: הפרי של צריכת אנרגיה יעילה יותר. פרודוקטיבי שינויים בעיצוב לא תמיד מבוססים על טכנולוגיות חדשניות, כפי שהם יכול להתבסס רק על מכניקת כגון הנמכת מרכז הכובד של הרכב כדי להגביר את היציבות שלה (אשר חשוב במיוחד עבור תחרויות שנערכה במדבר אזורים4 עקב בצד רוח משבים5) או הפחתת המשקל של חלקי רכב6-של אשר 10% ירידה במשקל הכולל של כלי רכב חשמליים ניתן להסיק עד 13.7% ב7חיסכון באנרגיה. אסטרטגיות ניהול אנרגיה יסודי גם משמשות בדרך כלל באירועים מירוץ כדי להבטיח את הביצועים הטובים ביותר, היכן מרגש למהירות מקסימלית של 130 קמ ש וחיובים יחיד שאורכים מעל 800 ק מ ניתן להשיג מכוניות סיירת-קלאס8.
המחקר של הרכב אווירודינמיקה5,9,10 הוא חשוב להבטיח עמידות קטן מן האוויר וחלקות במהלך נהיגה, איפה מספר היבטים מרכזיים כדי להיות נשלט הפחתה של מקדם גרירה כדי לאפשר למכונית לעבור ולבזבז פחות אנרגיה, המקדם מעלית שחייב להישמר שלילי כדי להבטיח כי המכונית בבטחה, stably מחובר לקרקע, גם במהירויות גבוהות יותר.
פרמטר חשוב נוסף צריך להיות מעוצב מערכת ההשעיה, אשר מיושמת בדרך כלל כלי רכב רגיל עם המטרה הבלעדית של מתן נוחות, יציבות, בטיחות, אך מכוניות השמש זה חייב גם להיות אור. היבט זה חשוב יש נחקרו מאז 199911 מחקרים שכללו פיברגלס עלה מעיינות ו, לאחרונה, עם סיבי פחמן12 אשר, בעת שימוש להוות המשאלות קישורים13, הוכיח את עצמו לספק לא רק משקל הפחתת אבל גם גורם בטיחות משופרת. למרות המתלים כפול-עצם ללא ספק משמשים לעתים קרובות יותר מכוניות השמש14, המחקר הנוכחי מתייחס קפיץ עלה ואלכסוני בנוי עם סיבי פחמן, בשביל זה היא מערכת ההשעיה פשוטים וקלים עם משקל unsprung מופחת.
לגבי הייצור של המארז, הבנייה של מבנה monocoque עשוי סיבי פחמן הוכיח להעניק יתרון משמעותיים בביצועים, להיות אילוץ עיצוב הכרחית עבור הבולטים קיימים4,8 ,15 מכונית סולארית צוותים. השימוש של סיבי פחמן חיונית לביצוע של הרכב, המאפשר את הקבוצות לבנות כלי רכב שבו כל אחד של רכיבים מבניים (או חלקים שונים באותו המבנה, כמו המארז) יש כמות אופטימלית של סיבי שכבות מחושב כיוונים. בשביל זה, בעבודה זו, החומר היה להעריך נכסים דרך סטנדרטית בדיקות ניסיוניות, כגון הבחינה כיפוף 3 נקודות במבחן כוח (ILSS) interlaminar הטיה.
כדי להבטיח יציבות ממדית במהלך מחזור התרופה, הבנייה נעשית בדרך כלל עם שאלסי ואקום, החיטוי שהמודעות4 על תבניות סיב פחמן אשר, בתורם, הן בלמינציה קצף בצפיפות גבוהה דווקא טחון או בתבניות אלומיניום. רוב החלקים היוו מאת סנדוויץ מבנים (קרי, עם סיבים על העור, חומרים מאוד קל הליבה לשרת לייחס את ההתנגדות כיפוף הפרדות צבע נשיאה של משקל נמוך מאוד). בנוסף, סיב פחמן הוא גם יתרון המציעה רמות גבוהות יותר של בטיחות הרטט נגד תופעות תהודה12.
מכוון כדי לאשר את הבטיחות של הנוסעים באירועים התרסקות, מבחני ריסוק כרוך בדרך כלל בדיקות זמן רב ו uneconomical ניסיוני, הרסני עם כלי רכב מדגם. המגמה האחרונה אחד, כך הוא צובר פופולריות עצומה היא התרסקות מדומה-מחשב בדיקה, איפה סימולציות אלו לחקור על ביטחונם של הדיירים המכונית במהלך סוגים שונים של השפעות (למשלפרונטלי מלא, היסט חזיתית, בצד ההשפעה, רול מעל) . את החשיבות של ביצוע ניתוח התרסקות על רכב הכביש ואת הכדאיות לעשות זאת באמצעות דגמי מספריים, החקירה הנוכחית שמטרתה זיהוי התחומים הקריטיים ביותר של הרכב סולארית, במונחים של שני לחץ מרביות, דפורמציה, על מנת לאפשר השערה של שיפור של המבנה.
הבדיקה התרסקות מספרי רכב סולארי בזאת ביצעו הוא חסר תקדים. בהתחשב חוסר ביבליוגרפיה על מחקר תקנות ספציפיות עבור גישה חדשנית מכונית סולארית זו, הנחנו כי עיבוד זה מחשיב את ההשפעה של הרכב על מכשול נוקשה במהירות הממוצעת שלו. בשביל זה, דגמי הגיאומטריה של הרכב, ההדמיה (כולל רשת שינוי החוקה וסימולציות הגדרת) נערכו על תוכנות שונות המתאימות. השימוש של סיבי פחמן עבור המבנה של הרכב היא מוצדקת גם על-ידי אופן הפעולה שלו crashworthiness, אשר כבר הוכח להיות גבוה מזה של חומרים אחרים, כגון זכוכית סיבים מרוכבים, על מבחני ריסוק של כלי רכב חשמליים16.

<table><tbody><tr><td>CFRP Twill T300 200g/m^2</td><td>Impregantex</td><td>GG 204T2 IMP 503Z 46%</td><td></td></tr><tr><td>CFRP UD STS 150g/m^2</td><td>DeltaPreg</td><td>STS-150 - DT150 - 36%</td><td></td></tr> <tr><td>CFRP UD M46J 150g/m^2</td><td>Cytec</td><td>MTM49-3 M46J (12K) 36%</td><td></td></tr> <tr><td>CFRP UDT1000 150</td><td>Cytec</td><td>X01 - 36% T1000 (12K)</td><td></td></tr><tr><td>חלת דבש</td><td>DuPont</td><td>Nomex 9-14 מ"מ</td><td></td></tr><tr><td>מכונת בדיקה אוניברסלית (UTM)</td><td>Instron</td><td>Instron 8033 250 kN</td><td></td></tr><tr><td>FEM</td><td>Ansys</td><td>Ansys 18</td><td></td></tr><tr><td>סביבת מחשוב מספרית</td><td></td><td>Matworks Matlab R2018a</td><td></td></tr></tbody></table>

תכנון וייצור של ספינת-קרב כיתה רכב סולארי

Structural Design and Manufacturing of a Cruiser Class Solar Vehicle

סיירות הם רכב סולארי הדייר מרובה הם שייצרו את להתחרות בלטווח ארוך (מעל 3,000 ק מ) גזעים סולארית המבוססת על הפשרה המיטבית בין צריכת האנרגיה את המטען. הם חייבים לציית מכללי של הגזע את הממדים הכולל גודל פאנל סולארי, פונקציונליות, ואת הבטיחות, דרישות מבניות, בעוד הצורה, את החומרים, את powertrain, ונחשבים המכניקה שיקול דעת של המעצב. בעבודה זו, ההיבטים הרלוונטיים ביותר של תהליך תכנון מבני מלא פחמן מחוזק סיבי פלסטיק השמש רכב מפורטים. בפרט, בפרוטוקולים המשמשים לעיצוב של הרצף למינציה של המארז, ניתוח מבנה של מעיינות עלה התרסקות מבחן סימולציה נומרי של הרכב, כולל הכלוב בטיחות, מתוארים. המורכבות של המתודולוגיה עיצוב של סיבים מחוזק מבנים מרוכבים יפוצה על ידי האפשרות של תפירה שלהם מאפיינים מכני, אופטימיזציה של המשקל הכולל של הרכב.

בעבודה זו, מספר היבטים הקשורים תהליך תכנון מבני העתק מלא סיבים מחוזק פלסטיק רכב סולארי מפורטים, התמקדות המארז monocoque, המעיינות עלה, ולבדוק הרכב כולו במהלך קריסה.

Cruisers are multi-occupant solar vehicles that are conceived to compete in long-range (over 3,000 km) solar races based on the best compromise between ...

סיירות הן רכבים סולאריים מרובי דיירים הגה להתחרות במירוצים סולאריים ארוכי טווח המבוססים על הפשרה הטובה ביותר בין צריכת האנרגיה לבין המטען. הם חייבים לציית לכללי הגזע לגבי הממד הכולל, הבטיחות והדרישות המכניות, בעוד שההיבט השני כמו צורה, חומרים, powertrain, ואת המכניקה ניתן לקבוע על ידי המעצבים. בעבודה זו, אנו מפרטים כמה מההיבטים הרלוונטיים ביותר של תהליך התכנון המבני של רכב סולארי פלסטיק מחוזק סיבי פחמן מלא.הפרוטוקול המשמש לעיצוב רצף למינציה של השלדה, של ניתוח מבני קפיצי העלה, ולסימולציית מבחן ההתרסקות של הרכב מוצגים. המורכבות של מתודולוגיית התכנון של מבנים מרוכבים מחוזקים בסיבים מתוגמלת על ידי האפשרות להתאים את המאפיינים המכניים שלהם ואופטימיזציה של המשקל הכולל של המכונית. לאחר פיתוח עיצוב מארז מועמד, צור דגם מעטפת אלמנט סופי.יבא את עיצוב המארז לתוכנה סופית לעיצוב רכיבים. תחת חומרים, בחר את סוג הסיבים כדי להגדיר את המאפיינים של פולימר מחוזק בסיבים חד-פחמניים. בחר את אופן הפעולה האלסטי.משם, תבדקו שההנדסה מתאימה. לאחר מכן, הצג את הפרמטרים נזק חשין. ודא שיש להם את הערכים הרצויים.סגור מחוץ להגדרת מאפייני החומר. עבור כדי ליצור מקטע ליי-אפים מורכבים. כאן, כל פולימר מחוזק סיבי פחמן מוגדר על ידי סדר ברצף, חומר, עובי, וזווית הסיבוב.השלב הבא הוא לבחור רשת שינוי כדי להקצות את ההתפלגות של רכיבים דיסקרטיים. בדוק את הפרמטרים של זרע רשת שינוי כללי. שוב, תחת רשת שינוי, בחר סוג רכיב.לאחר מכן, בחר רכיב של המודל. השתמש בסוג רכיב המעטפת. בחר את צורת הרכיב הנשלטת על-ידי ארבעה.אם אפקטי שעון חול הם זניחים, בחר שילוב מופחת. המשך להקצות רכיבי רשת שינוי. כאשר מוכן ליצור את רשת שינוי, לחזור רשת שינוי ולבחור חלק לאשר, כלומר, אישור, כדי לשנות את החלק.לאחר השלמת רשת שינוי, תחת הרכבה, צור מופע של המארז שעליו יוחלו עומסים ותנאי גבול. עבור אל התיקיה שלבים. שם, בחר את הליך הניתוח.ודא שההליך מוגדר כסטטי. כמו כן, ודא שהתנהגות הגיאומטריה הלא ליניארית כבויה. עכשיו, עבור אל עומסים כדי להתחיל ליישם את העומסים שנקבעו.תחת כוח הגוף, הזן את הרכיבים ואת ההתפלגות עבור כוח הכבידה או תאוצה מתמדת. כיוון הכוח מוצג בחלון עם הדגם. לאחר מכן, זהה כוחות מרוכזים, כגון אלה בשל הדיירים.ודא שהם מוחלים במיקומים הנכונים במסגרת. בצע את אותם שלבים עבור הכוחות המרוכזים בשל סוללות המכונית. לאחר הגדרת העומסים, החל את תנאי הגבול.שקול את המארז כגוף נתמך עליו פועלים עומסים חיצוניים וזהה את מיקומי האילוץ. השתמש בתנאי גבול מוצמדים. כדי להגדיר את הפלט, עבור אל בקשות פלט שדה.בצע את הבחירה הרצויה. ודא שהתחום הוא שכיבה ללא הפרדות צבע. לאחר מכן, תחת לחצים, ודא משתני הפלט הם רכיבי מתח ו invariants.כמו כן, בדוק תחת כשל / שבר. שם, יש לבחור את נתוני הפלט של Hashin. לחץ על אישור כאשר אתה מרוצה.תחת ניתוח, התחל להגדיר משימה. תן שם ל המשימה והגדר את מקור המודל. לאחר לחיצה על המשך, התאם אישית את ההגדרות עבור סביבת המחשב במידת הצורך.בחר לבצע ניתוח מלא. לאחר השלמת פעולה זו, אישור השינויים בחלון. לחץ באמצעות לחצן העכבר הימני על המשימה שנוצרה ובחר שלח כדי להפעיל אותה.השתמש בפלט כדי להפיק ספר ג'לי עבור יצרן. העיצוב משלב קפיץ עלים רוחביים מסיבי פחמן למערכת מתלים פשוטה וקלה עם משקל מופחת. עיצוב קפיץ העלה צריך להיות מוערך כחלק מהתהליך הכולל.הדמיית עיצוב קפיץ עלים ממוטב בסימולטור הרכיבים הסופיים של ANSYS Workbench. בתוך ACP Pre, לחץ על נתוני הנדסה. לאחר מכן, בחר בכרטיסיה מקורות נתונים הנדסיים.עבור אל התיקיה חומרים מורכבים, וייבא את מאפייני החומרים המוגדרים כברירת מחדל עבור פחמן, חד-כיווני וארוג. כאשר תסיים, סגור את הכרטיסיה מקורות נתונים הנדסיים. לאחר מכן, לחץ באמצעות לחצן העכבר הימני על גיאומטריה.לאחר מכן, לחץ באמצעות לחצן העכבר הימני על ייבוא גיאומטריה. בחר עיון כדי לחפש ולבחור את קובץ ה- CAD המייצג רבע מהעלה. עכשיו, לחץ פעמיים על מודל.כאשר החלון החדש מופיע, הוא יציג את קטע קפיץ העלה. בחר את הקובץ תחת מודל. תחת מאפייני גרפיקה, הקצה עובי משטח שרירותי.לחץ באמצעות לחצן העכבר הימני על מודל כדי לבחור הוסף משם בחירה בעלת שם. השתמש בפונקציה זו כדי להגדיר אזור layup על-ידי לחיצה על השדה הגיאומטרי המסומן, בחירת אזור במודל והחלתו. חזור על פעולה זו עבור כל אזור הנדרש עבור המודל.כשתסיים, לחץ באמצעות לחצן העכבר הימני על רשת שינוי. לאחר מכן, לחץ על צור רשת שינוי כדי ליצור את רשת שינוי ברירת המחדל. סגור את החלון המכני כדי להמשיך.במסך ACP Pre, פתח את חלון ההתקנה. כדי להגדיר את מאפייני ה- ply, עבור אל התיקיה נתוני חומרים. בתוכו, לחץ באמצעות לחצן העכבר הימני על בדים, והמשך על-ידי בחירה באפשרות צור בד.בחלון שנפתח, הגדר את החומר. לאחר מכן, הקצה את עובי ההכנה. לאחר מכן, לחץ באמצעות לחצן העכבר הימני על ערימות ובצע זאת על-ידי בחירה באפשרות צור ערימה.בחלון החדש, הגדר את רצף הערימה תת למינציה על ידי הולך לתפריט הנפתח בדים ו ביצוע הבחירות הדרושות עבור הפרויקט. עבור אל אפשרות התיקיה Rosettes, ולחץ עליה באמצעות לחצן העכבר הימני כדי ליצור רוזט. בחלון, לחץ על מקור ולעבור לדגם האביב.שם, לחץ לאורך ציר קפיץ העלה כדי להגדיר את הקואורדינטות המקומיות אלמנט. סגור את החלון כדי להשלים את המשימה. עבור אל לחיצה באמצעות לחצן העכבר הימני על התיקיה ערכת בחירה מוכוונת ובחר ליצור ערכת בחירה.עבור ערכת רכיבים, בחר תחילה את הערכים והנקודה. בגיאומטריה, לחץ על נקודה שרירותית כדי להגדיר את המקור. כמו כן, תחת רוזטס, להקצות את רוזטה המתאים.בצע פעולה זו עבור כל אחת מערכות הרכיבים. בשלב זה, פתח את התיקיה קבוצות מידול. קבוצת הדוגמנות המוגדרת מופיעה.כדי ליצור קבוצת מידול, לחץ באמצעות לחצן העכבר הימני על התיקיה ובחר צור קבוצת מידול. בחלון החדש, לחץ על אישור. לחץ באמצעות לחצן העכבר הימני על הקבוצה החדשה ובחר צור Ply. הגדירו ערכת בחירה מוכוונת, חומר רובד ומספר השכבות לכל רובד.חזור על שלב זה עבור כל קבוצה של plies כדי להגדיר את רצף הערימה המלא. סגור את חלון ACP. מתוך ארגז הכלים, גרור ניתוח סטטי מבני אל סביבת העבודה.לאחר מכן, גררו את ACP Pre Setup למודל במבני סטטי ובחרו 'העבר נתונים מורכבים מלאים'. לחץ פעמיים על מודל תחת מבנה סטטי. עכשיו, להחיל סימטריה ותנאי גבול אילוץ.לחץ באמצעות לחצן העכבר הימני על מבנה סטטי ובחר הוסף ולאחר מכן הוסף. לאחר מכן, בחר את המשטח המוגבל של הגיאומטריה. הגבלת הרכיבים המתאימים על-ידי הגדרתם כאפס.בצע את אותו הליך עבור הכוח. תבדקו שהסימטריות הרצויות מכובדות. לחץ על לפתור כדי לפתור את המודל כמו אלסטי ליניארי.בשרטוט הפרוייקט, עבור אל ארגז הכלים וגרור את ACP Post אל מודל תחת ACP Pre. גרור את הפתרון המבני הסטטי לתוצאות תחת ACP Post. לאחר מכן, לחץ פעמיים על תוצאות תחת ACP Post.ליצירת קריטריוני כשל, לחצו לחיצה ימנית בתפריט 'הגדרה' ובחרו 'צור קריטריוני כשל'. בחלון שנפתח, בחר Hashin כקריטריוני הכשל. בחרו 'קביעת תצורה' והגדירו את ממד מצב הכשל ל-3D.אישור השינויים כדי לחזור למסך ההתחלתי. כעת, לחץ באמצעות לחצן העכבר הימני על תפריט פתרון כדי לבחור באפשרות צור כשל. בחלון החדש, בחר את קריטריוני הכשל הרצויים.כמו כן, סמן את התיבה הצג על מוצקים. אישור השינויים לפני לחיצה על סמל הברק כדי להעריך את תוצאות קריטריוני הכשל. לסימולציה של התרסקות, לפתח מודל CAD שלם של הרכב.הדגם צריך לכלול את כל הרכיבים העיקריים, מערכות היגוי ומתלים, סוללה, מושבים, כלוב רול ומונוקו. מדגם CAD זה, צור דגם של חצי מכונית כדי לנצל סימטריה דו-צדדית כדי לייעל את החישובים. התחל פרוייקט חדש בתוכנת הדמיית הרכיבים הסופיים של ANSYS.תחת ארגז כלים, מערכות ניתוח, עבור אל דינמיקה מפורשת. גרור אותו לתוך סכמטי הפרוייקט. ברכיב החדש, לחץ פעמיים על נתוני הנדסה.בכרטיסיה החדשה, תחת חומרים, להוסיף חומרים חדשים שם זה בהתאם, סיבי פחמן במקרה זה. גרור את המאפיינים הדרושים של החומר מעץ ארגז הכלים. תחת ערכים, הוסף ערכים שהושגו בעבר, כולל היחידות המתאימות להם.חזור ללשונית סכמטי הפרוייקט. לאחר מכן, תחת דינמיקה מפורשת, לחץ באמצעות לחצן העכבר הימני על הגיאומטריה כדי לבחור ייבוא גיאומטריה. לחץ על עיון, טען את קובץ STP עם דגם חצי המכונית לסביבת הדגם.הקובץ כולל גם את המחסום למבחן ההתרסקות. בתוך עץ הפרוייקט, בחר רשת שינוי. תחת פרטים של רשת, עבור להעדפת הפיזיקה.הגדר את הערך כמפורש. לאחר מכן, עבור אל אלמנט מידסייד צמתים. הגדר את הערך שלו כ'הושמט'.להלן, תחת שינוי גודל, עבור אל פונקציית גודל, משם בחר עקמומיות. עבור אל מרכז ההפניות ובחר בינוני. הגדר את גודל הרכיב המינימלי בשישה מילימטרים.בחר את גודל הרכיב המרבי ל- 30 מילימטרים. כעת, תחת פרוייקט, הגדר את תנאי גבול האילוץ על-ידי לחיצה באמצעות לחצן העכבר הימני על הדינמיקה המפורשת. בחר הוסף ולאחר מכן תמיכה קבועה כדי להגדיר את המחסום הנוקשה להתנגשות.בחר כיצד יש לתקן את המחסום. לאחר מכן, בחר את המחסום והחל את הבחירה. חזור ללחיצה באמצעות לחצן העכבר הימני על דינמיקה מפורשת ובחר הוסף ולאחר מכן הוסף.החל את השינויים. שנה את ציר Z מהערך הפנוי לערך הקבוע של אפס. בחלק העליון של החלון, לחץ על פתור.הנה מפת מדגם המציגה את התזוזות של המארז הנובעות מהאצה לאחור של 5G. מפה זו יכולה לשמש כדי להעריך את הנוקשות המבנית בשלב עיצוב מוקדם. זוהי הגיאומטריה האופטימית של קפיץ העלים.ניתוח אלמנט סופי של הגיאומטריה מאפשר חישוב של מדד הכשל על פי קריטריוני הכישלון של חשין. זה יכול גם לקבוע את הלחץ בסטיגמה כיוון אחד על פני השטח החיצוניים של העלה, לאורך הכיוון העיקרי שלה. המודל המספרי מאומת באמצעות מודל קנה מידה שנבדק לשבר.סרטון זה מאפשר להעריך את התפתחות הלחץ ברכב במהלך פגיעה של 60 קמ"ש. מפת מתח לדוגמה מספקת אמצעי להערכת תקינות הרכב על ידי סיוע בזיהוי נקודות כשל אפשריות שיכולות לפגוע בנוסעים. מפה של תזוזות מניתוח אלמנטים סופיים לאותה מהירות פגיעה חושפת את ההתרחשות הגדולה ביותר בחזית הרכב ובפסי הכלוב המחוברים למושבים.הם אופציה מתאימה של שכפול מבנים מרוכבים, כפי שהם יכולים לדמות את הנוקשות כיפוף של גופים דקים עם רשת פשוטה יותר מאשר אלמנטים מוצקים. מצד שני, באביב העלה, שבו הלחצים המקומיים לא ניתן להעריך על ידי המודל האנליטי, מוערכים על ידי שיטת היסוד הסופי, ואת שכבות מרוכבים עלה הם מודל על ידי אלמנטים לבנים. חשוב לשים לב כי במהלך אירועי ההתרסקות, עיוות המונוקו הוא מינימלי, ואין רכיבים לחדור את השני.לכן, ניתן לומר כי העיצוב על הרכב הוא בטוח. דגמים אמריקאים שונים משמשים לאופטימיזציה מבנית של רכב סולארי הוכחו. הרכב הוכיח את עצמו כיעיל וזכה באתגר השמש האמריקאי 2018 בקטגוריה שלו.

structural-design-and-manufacturing-of-a-cruiser-class-solar-vehicle

Research

JoVE Journal

Engineering

הנדסה

מודגם ייצור סורגים בעלי ניגודיות גבוהה כאלמנט מפזר הספקטרום המקביל במערכת פוטו-וולטאית מרוכזת. מתוארים תהליכי ייצור הכוללים ליתוגרפיה של ננו-טביעה, התזת TiO2 ותחריט יונים תגובתי. תוצאות מדידת השתקפות משמשות לאפיון הביצועים האופטיים.

המצאה של Gratings ניגודיות הגבוה לפיצול הספקטרום Dispersive האלמנט במערכת פוטוולטאית מרוכזת

כאן, אנו מציגים פרוטוקול לפברק תאים סולריים אורגני סרט דק באמצעות coater למות מיני חריץ ומאפייני מבנה אונליין הקשורים באמצעות טכניקות פיזור synchrotron.

ייצור הדפסת תאים סולריים heterojunction הגורף באתרו אפיון מורפולוגיה

פרוטוקול זה מתאר את בתצהיר סינתזת פתרון של שכבת nanocrystals אורגנית אחר שכבה לייצר אלקטרוניקת סרט דקה על משטחים שאינם מוליכים. דיו מרכך מיוצב יכול לייצר התקנים פוטו מלאים על מצעי זכוכית באמצעות ציפוי ספין ומרסס בעקבות הדיאלוג ליגנד sintering שלאחר בתצהיר.

המצאה של התקנים פוטו ננו אורגניים לגמרי פתרון מעובד

שיטת תאים סולריים להדפסה, פולרן-חינם לחלוטין, מאוד אוויר-יציב, בתפזורת-heterojunction מבוססים על Ti alkoxides כמו acceptor האלקטרון לבין ייצור הפולימרים לתרום אלקטרונים מתוארת כאן. יתר על כן, שיטה לשליטה על המורפולוגיה של שכבת photoactive דרך bulkiness המולקולרי של יחידות Ti-alkoxide מדווח.

בקרת מורפולוגיה עבור תאים סולריים מילוי heterojunction אורגני-אורגניים להדפסה מלא מבוסס על מולקולה פולימרית Ti-alkoxide ו מוליכים למחצה

אנו מציגים מחקר מקיף על ההשפעות של שיטות ייצור שונות עבור שכבות דקות perovskite אורגניות / אורגניות על ידי השוואת מבנים גבישיים, צפיפות מצבים, רמות אנרגיה, ובסופו של דבר ביצוע תאים סולאריים.

השפעת שיטות ייצור perovskite היברידיות על יצירת סרט, מבנה אלקטרוני, ואת ביצוע תאים סולאריים

עם אנרגיה סולארית ככוח המניע, מערכת קירור ספיחה הרומן פותחה, חקר השפעול. אדי מים ו זאוליט הקימו הזוג עבודה של מערכת ספיחה. כתב יד זה מתאר את הכיוונון של המתקן ניסיוני, ההליך מבצע את תוצאות חשובות.

מערכת ניסויית של ספיחה שמש קירור עם אספן מרוכז

נייר זה הוא הדגמה והנחיה לבצע ולנתח בתוך הבית (עם מכשיר רנטגן מעבדה) בניסויים GISAXS situ של ייבוש דיו על רול לגלגול חריץ למות מצופה, לא פולרן אורגני פוטו וולטאי.

באתרו שכיחות מרעה פיזור רנטגן זווית קטנה על ציפוי רול לגלגול של תאים סולריים אורגניים עם מכשור רנטגן מעבדה

פח גופרתי (SnS) הוא חומר מועמד לתאים סולאריים שאינם רעילים בשפע בכדור הארץ. כאן, אנו מדגימים את הליך הייצור של התאים הסולאריים SnS המשתמשים בתצהיר שכבה אטומית, המניב יעילות המרת הספק מאושרת של 4.36%, ואידוי תרמי המניב 3.88%.

מה שהופך את התאים סולריים שיא יעילות SNS על ידי אידוי תרמי ואטומית שכבת הפקדת

אנו מציגים פרוטוקול לשימוש בטריבומטר ובפרופילומטר אופטי בסיוע פיזואלקטרי כדי לחקור את התלות של בלאי קולי והפחתת חיכוך במהירות ליניארית, לחץ מגע ותכונות פני השטח.

ניסויים בUltrasonic שימון שימוש Tribometer סייע-Piezoelectrically וProfilometer האופטי

מאמר זה חוקר את ההתאמה של הדפסת הזרקת דיו לייצור תאים סולאריים רגישים לצבע. דיו ננו-חלקיקים TiO2 נטול קלסר נוסח והודפס על מצע זכוכית FTO. השכבה המודפסת יוצרה לתא עם שטח פעיל של 0.25 ס"מ 2 ויעילות של 3.5%.

דפוס דיגיטלי של טיטניום דו-חמצני עבור לצבוע תאים סולריים רגישים

חקור תכנון מבני של רכב סולארי מפלסטיק מחוזק סיבי פחמן באמצעות מודלים של איברים סופיים וסימולציות התרסקות. השיטה מאפשרת אופטימיזציה של משקל ובטיחות לתחרויות סולאריות.

תכנון וייצור של ספינת-קרב כיתה רכב סולארי

גלה סרטונים נוספים