Summary
I dette arbeidet knyttet flere aspekter til strukturelle designprosessen med en full-karbon fiber-armert plast solar kjøretøy er detaljert, med fokus på selvbærende kabinettet, bladfjærer, og bilen som helhet under en test.
Abstract
Kryssere er flere beboer solar biler som er tenkt for å konkurrere i langtrekkende (over 3000 km) solar løp basert på det beste kompromisset mellom energiforbruket og nyttelast. De må følge rase i reglene om generelle dimensjoner, solpanel størrelse, funksjonalitet og sikkerhet og strukturell krav, mens figuren, materialer, drivverk, og mekanikken anses av designeren. I dette arbeidet finner du de mest relevante aspektene av strukturelle utformingen av full-karbon fiber-armert plast solar kjøretøy. Spesielt er protokollene som brukes for design av laminering sekvensen av kabinettet, bladfjærer strukturelle analyser og crash test numeriske simulering av kjøretøyet, inkludert sikkerhet buret, beskrevet. Kompleksiteten i designmetodikk fiber-armert kompositt-strukturer er kompensert av muligheten for skreddersy sine mekaniske egenskaper og optimalisere den totale vekten av bilen.
Introduction
En solcelledrevet bil er en solar-drevet kjøretøy for landtransport. Den første solar bilen ble presentert i 1955: det var en liten 15-tommers modellen, består av 12 selen photovoltaic celler og en liten elektrisk motor1. Siden den vellykkede demonstrasjonen, har stor innsats blitt gjort verden å bevise muligheten for solenergi-bærekraftig mobilitet.
Utformingen av en solenergi bil2 er sterkt begrenset av mengden energi innspill til bilen, som er ganske begrenset i vanlige forhold. Noen prototyper har blitt designet for offentlig bruk, selv om ingen biler hovedsakelig drevet av solen er kommersielt tilgjengelige. Som et spørsmål om faktum, synes solenergi biler langt fra vanlig i hverdagen gitt sine nåværende grenser, spesielt når det gjelder pris, rekkevidde og funksjonalitet. Samtidig, de representerer en gyldig testbenken for utvikling av nye metoder, på nivåene av både design og produksjon, kombinere teknologi som vanligvis brukes i avanserte industrielle sektorer som luftfart, alternativ energi, og bilindustrien. Dessuten, er de fleste solenergi biler bygget for solar billøp, blazoned arrangementer over hele verden, deltakerne er hovedsakelig universiteter og forskningssentre som skryt forskning av optimale løsninger for hvert teknisk problem. Spesielt blitt arrangørene av de viktigste konkurransene (f.eksWorld Solar Challenge) vedta en strategi for utvikling av rase regelverket som mål å bringe disse ekstreme kjøretøy så nært som mulig til den mer tradisjonelle transportmidler. Spesielt etter mange år der biler var singel setere og utformet å reise ruten som raskt som mulig, emergent kategori av cruiser biler er nylig introdusert og utviklet for effektiv transport av flere passasjerer.
For disse kjøretøyene, har de tekniske kravene blitt enda strengere. Faktisk ikke bare har de garantere maksimal energieffektivitet, men de må også overholde mer komplekse tekniske forhold knyttet til ulike funksjonaliteter. For eksempel gjør muligheten for transport av et større antall beboerne det vanskeligere å garantere betingelsene for sikkerhet og drivability. Bestrebelse gjøres mer komplisert på grunn av den totale vekten øke og behovet for å sette inn en mye større akkumulator emballere, mens interne mellomrom må reduseres, gjør plasseringen av mekanikken vanskelig.
En ny designfilosofi må nærmet seg, inkludert et annet syn på bruk av materialer og produksjon. Først materialer velges basert på det høyeste styrke-til-vekt forholdet og, som en direkte konsekvens, karbon-forsterkede fiber plast representerer en optimal løsning. Videre skal bestemt krigslist i design gjennomføres.
I denne artikkel, er fremgangsmåtene å designe noen av de viktigste strukturelle delene av solenergi bilen, som selvbærende chassis, hjuloppheng og selv en beregningsorientert krasjtest avbildet. Endelig er å få raskt en solenergi bil med minst mulig vekt, i en avveining aerodynamikk og rase regler.
Selvfølgelig, etter den optimale materiell forholdet mellom motstand og vekt er begrenset av teknologien ansatt, som er autoklav forming av Karbonfiber prepregs. Målet med de utvalgte metodene er rask bestemmelse av den optimale materialvalg i ply typologi i en endelig rekke muligheter og i lay-up. Faktisk utforme komposittmaterialer innebærer samtidige valg av delene geometriske egenskaper, bestemte materialet og egnet teknologien (at, i tilfellet her var bestemt en priori, som ofte skjer).
Flere kjente langdistanse ytelse konkurranser for solar elektriske biler har blitt holdt over hele verden i de siste tiårene, topp-plassering universiteter og forskningssentre, som er de viktigste fremme agentene for utvikling av slike mobilitet teknologi. Men er konkurranseevnen som kjører i denne forskningsfelt i allianse med intellektuell eiendomsgrenser en alvorlig begrensende faktor for spredningen av kunnskap om saken. For grunn til gjennomgang på solenergi bil design kontoer få (og noen ganger outdated) henvisninger, selv når hele forskning er basert på denne undersøkelsen3, som er hvorfor realisering av verker som i dag er oppmuntret.
Uavhengig av hvilke aspekter av bilens design forbedres, et felles mål er alltid rettet mot: oppnåelse av flere energieffektivitet. Produktive endringer i design er ikke alltid basert på banebrytende teknologier, som de bare kan baseres på mekanikere som senke tyngdepunktet av kjøretøyet å øke sin stabilitet (som er spesielt viktig for konkurranser avholdes i ørkenen regioner4 på grunn av side vind vindkast5) eller redusere vekten av kjøretøy deler6-av som 10% av samlet vektreduksjon i elektriske biler kan antyde opptil 13.7% i energisparing7. Grundig energi ledelse strategier er også ofte brukt i kappløp for å sikre best mulig ytelse, hvor spennende maksimal hastighet på 130 km/t og enkelt tillegg som varte i over 800 km kan skaffes i cruiser-klasse biler8.
Studiet av bilens aerodynamikk5,9,10 er viktig å sikre lite motstand fra luften og glatthet under kjøring, der de viktigste aspektene skal kontrolleres er en reduksjon av luftmotstandskoeffisient til La bilen flytte mens du bruker mindre energi og heis koeffisient som må holdes negative garantere at bilen er trygt og stabilt knyttet til bakken, selv ved høyere hastigheter.
En annen viktig parameter utformes er Boggi systemet, som vanligvis brukes i vanlige biler med de eneste formålene å tilby komfort, stabilitet og sikkerhet, men i solar biler det må også være lys. Dette viktige aspektet har vært utforsket siden 199911 i studier med glassfiber bladfjærer og, mer nylig, med karbonfiber12 som, når den brukes å utgjøre wishbone koblinger13, har vist seg for å gi ikke bare vekt reduksjon, men også en forbedret sikkerhetsfaktor. Selv om dobbelt-wishbone suspensjon er utvilsomt oftere brukt i solenergi biler14, anser denne studien tverrgående blad våren bygget med karbonfiber, for det er en enklere og lettere bæresystem med redusert unsprung vekt.
For produksjon av chassis, bygging av en selvbærende struktur laget av karbonfiber har vist seg for å gi en betydelig gjennomførelse fordel, blir betingelsen uunnværlig design for fremste eksisterende4,8 ,15 solenergi bil lag. Bruk av karbonfiber er avgjørende for gjennomføringen av bilen, slik at lagene å bygge biler der hver strukturelle komponenter (eller ulike deler av den samme strukturen, som i kabinettet) har en optimal mengde fiber som er lagdelt i beregnet orientering. For at i dette arbeidet, materialet egenskaper har vurdert gjennom standardisert eksperimentelle tester, som tre-punkts bøying testen og interlaminar skjær styrke (ILS) testen.
For å sikre dimensjonale stabilitet under kur syklus, er vanligvis laget med vakuum bagging og autoklav molding4 på karbonfiber formene som i sin tur, er laminert på nettopp valset med høy tetthet skum eller aluminium mønstre. Fleste delene er konstituert av sandwich strukturer (dvs.med fiber på hud og ekstremt lett kjernen materialer som serverer å tillegge bøying motstanden mot sammensatt bærer en ekstremt lav vekt). I tillegg er karbon fiber også en fordel for tilbyr høyere vibrasjonen sikkerhet mot resonans fenomener12.
Sikte på å bekrefte sikkerheten av passasjerer i krasj hendelser, innebære kollisjonstester vanligvis tidkrevende og uøkonomisk, eksperimentelle og destruktive tester med eksempel kjøretøy. En ny trend som er stadig enorme popularitet er datamaskin-simulert crash testing, hvor disse simuleringene undersøke sikkerheten til bilen beboerne under forskjellige typer virkninger (f.eksfull frontal, offset frontal, side effekt og rulle over) . Gitt viktigheten av å utføre en krasj analyse på veien kjøretøy og muligheten for gjennom numerisk modellering, nåværende undersøkelsen tar sikte på å identifisere kritiske områder av solenergi bilen, i forhold til både maksimal stress og deformasjon, slik at en hypotese forbedring av strukturen.
Numerisk krasjtest på solar biler herved utført er enestående. Med tanke på mangelen på bibliografi på forskning og spesifikke bestemmelser for denne nyskapende solenergi bil, en tilpasning som vurderer virkningen av bilen på en rigid hindring på den gjennomsnittlige hastigheten ble antatt. For at geometri modellering av kjøretøyet og simulering (inkludert mesh Grunnloven og simulering oppsett) er utført på forskjellige riktig programvare. Bruk av karbonfiber bilens struktur er også rettferdiggjort ved virkemåten crashworthiness, som har allerede vist seg å være høyere enn andre materialer som glass fiber kompositter, på kollisjonstester elektriske biler16.
Protocol
Merk: Designprosessen med en solenergi bil er en ganske komplisert oppgave, som involverer tverrfaglig aspekter, så det ikke er mulig å dekke alle her. For å lede leseren, vises den logisk prosessen som beskrevet protokollene er innebygd i figur 1.
Figur 1: Design flytdiagram. Samspillet mellom de ulike delene av designprosessen er avbildet. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
1. lay-up av hoved kabinettutforming
- Fordelingen belastning i verste fall.
- Multiplisere passasjerenes og akkumulator emballere masseforsendelser av design's loddrett akselerasjon å få viktigste design belastningen.
- Vurdere plasseringen av setene og de forskjellige mulige batteri stedene.
- Beregne reaksjonene på blad våren leddene. Bilen er regnet som en bare støttes i-bjelke.
- Bestemme diagrammene i bøying øyeblikk og skjær.
- Finne det maksimalt tillatte skjæring stresset på kjernemateriale. Verdien kan lese i kjernen tekniske ark eller funnet ved hjelp av eksperimentet på passende prøver. I dette tilfellet kan delaminering stress kjernen gass bestemmes.
- Beregne sandwich kjernen tykkelsen basert på skjær motstand17,18 (der
bredde som skjær tvinge 
brukes og 
er kjernen tykkelsen).
- Finne strekk og kompresjons styrke tilgjengelig Karbonfiber gass. Verdien kan bli funnet i den gass tekniske ark.
- Bestemme eksperimentelt bøying styrke sandwich kompositter19.
- Bestemme eksperimentelt ILS for mulige kombinasjoner av materialer20,21.
- Ta hensyn til de forskjellige delene av kjøretøyet, hvis figuren er designet i en avveining mellom aerodynamisk krav og funksjonelle behov.
Merk: Det er tre kritiske deler i kabinettet, høyeste bøying øyeblikket, og de to endene, hvor området er dramatisk redusert på grunn av tilstedeværelsen av hjuloppheng systemer. Videre i disse to redusert deler, må skjær overføres fra blad våren til kabinettet. - Gjøre en antakelse om at lay-up i de tre delene vurdert og i de ulike delene av deler, tatt i betraktning at de teknologiske minimum17 er minst 10% av fibrene i hver retning (0 ° [dvslangsgående], 90 ° [dvstverrgående] og ± 45 ° [dvs.diagonal]), den viktigste belastningen opptrer i den spesifikke delen av delen at antall gass er heltall, og at tykkelsen må holdes til et minimum.
- Beregne maksimal strekk og kompresjons stress ifølge sandwich teori17,18 og sammenligne dem med de tillatte (der er bredden som øyeblikket
brukes og og 
er tykkelsen av kjernen og gass, henholdsvis).
- Endre lay-up, om nødvendig, og gå tilbake til trinn 1.9.
- Lage en endelig element shell modell i programvaren Abaqus og bruk effekt-tilsvarende laster foreskrevet av forskriften22.
- Opprette kabinettet i en CAD-modellbygger.
- Importere kabinettet i FEM programvare som skall eller solid del ved å klikke Importer | Del. Hvis det blir importert som en solid, bruke verktøyet Geometri redigere for å transformere det til en shell-del.
- Definere egenskaper for en Karbonfiber utskriftsmateriale som elastisk materiale med type Lamina eller Engineering konstanter; Velg de elastiske moduli og Poissons prosenter av materialet. Legg merke til at engineering konstanter parametere er nødvendig hvis ut-av-plane virkemåten til skallet er analysert. Velg Hashin Skade kriteriet å implementere et feil kriterium for kompositt lag26.
- Opprette en Sammensatt Layups inndeling ved å definere stabling sekvensen av laminat. Tilordne hvert lag sin retning og tykkelse i tabellform.
Merk: Etter herding tykkelsen må vurderes for at Karbonfiber gass. - Tilordne fordelingen av diskrete element av delen av Mesh frø. Bruke Partisjon ansikt verktøyet og Bias frø for å øke antall elementer på kritiske steder. Velg den Quad-dominerte figuren og Shell elementtypen. Klikk på redusert integrering hvis timeglass effektene i modellen er ubetydelige; ellers bruk nonreduced integrasjon.
- Opprette en forekomst av kabinettet i modulen montering . Dette er den som Last og betingelser skal brukes.
- Definere analyse-prosedyre i modulen trinn som statisk. Velg innstillingene for problemløseren. Velg Nlgeom: på å aktivere ikke-lineær membranal oppførsel.
- Bruke laster som tilsvarer de som foreskrevet av forskriften som kroppen tvinge laster på kabinettet. Bruke konsentrert styrker på batterier og beboere posisjoner for å ta hensyn til deres samlet vekter.
- Bruke BCs -forekomsten. Vurdere kabinettet som en støttet kropp av eksterne laster, med festede BC på den begrenser ' steder.
- Definere resultatene i modulen Feltet utgang forespørsler . Velg domene: kompositt layup trekke ut resultatene på hvert lag sted i laminat.
- Opprett en jobb og Kjør analysen.
- Verifisere overholdelse av resultatene regelverket krav22. I tilfelle de ikke er oppfylt, gå tilbake til trinn 1,9 og 1.12.4 og endre laminering sekvensen.
- Produsere en lag-bok oversette del for del tilnærming av strukturelle til en lag-av-ply tilnærming trengs av produsenten.
- Gjøre spesielle endringer i delene hvor funksjonelle krav føre til en reduksjon av sandwich tykkelsen.
- Produsere chassiset, i en autoklav.
- Produsere høy tetthet skum mønstre av presisjon fresing.
- Garantere en glatt overflate med fine-granulometry sandpapir.
- Bruke lag av sealer og slippe agent på skum å sikre detachability av karbonfiber muggsopp.
- Produsere formene av montering pre impregnert katalyse-Arbeidstemperatur karbonfiber lag og tetting hver del med vakuum bag komprimering for en ytterligere autoklav kur.
- Polsk overflaten av produsert formene og gjelder sealer og slipp agenter.
- Laminat i metallstrukturer over mold ifølge ply-boken og sende dem til vakuum bag komprimering og en autoklav kur.
bredde som skjær tvinge 
brukes og 
er kjernen tykkelsen).
brukes og 
er tykkelsen av kjernen og gass, henholdsvis).
2. blad Spring Design
Figur 2: lasting diagrammer av blad våren. Denne illustrasjonen viser fastsettelse av skjær og bøying øyeblikk skuespill på blad våren. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
- Fordelingen Last langs blad våren (se diagram bøying og skjær av figur 2).
- Evaluere maksimal belastning brukes på hjulene på bilen i verste fall (se trinn 1.1).
- Beregne reaksjoner styrker (maksimal belastning
) på blad våren ender, vurderer fjæring arm utnytter. - Definere støttefilene og lasting poeng av blad våren basert på anchorage poeng til kjøretøy chassis og hjuloppheng seg.
- Bestemme tegningene av bøying og skjær, modellering blad våren som en fire-punkts bøying stråle med en lik maksimal belastning brukes i endene (verste fall).
- Evaluere maksimal forskyvning
av blad våren ender i samsvar med suspensjon geometri og tillatte mellomrom rundt kjøretøy rammen. - Velger du materialet med høyere bestemt belastning energi-lagring evne,
.
Her
er den tillatte stresset, 
er elastiske modulus, og 
er tettheten.- Som bøyd er dominerende belastningen av blad våren (skjær belastningen er en eller to størrelsesordener lavere), holde tretthet styrken av materiale som .
- Orthotropic komposittmaterialer, vurdere tretthet bøying styrke fr.p viktigste retning (fiber retning) som .
- Som bøyd er dominerende belastningen av blad våren (skjær belastningen er en eller to størrelsesordener lavere), holde tretthet styrken av materiale som
- Konseptuelt design blad våren form og lay-up, maksimere sin spesifikke energi lagring evne.
Merk: Leaf våren tvers delen skal være modellert slik at den maksimale tillatte stress tilstanden inntreffer langs alle blad våren.- Fokusere bare på bøying diagrammet på figur 2. Skjær belastningen er en eller to størrelsesordener lavere. Basert på det, dele blad våren i to typer sektorer: mellom de to støtter (
) og mellom støtte og blad vår ender (
). - Langs , holde bøying belastning konstant og til et maksimalt; derfor også holde tverrsnittet konstant.
- Langs , øke bøying lasten lineært fra laste programmet punktet til støtte; Derfor tverrsnitt høyden
bør oppfylle følgende ligning for å holde stress 
konstant på den ytre overflaten av blad våren, langs alle.
Her
er avstanden fra punktet for maksimal belastning 
og 
tverrsnitt bredde. Formelen antyder at langs den levetid, leaf vårens tverrsnitt høyde 
bør være konisk med en parabolske profil. Men prosessen praksis årsaker, tilnærmet blad vårens høyde profil med en lineær.
: Merk konstant å unngå fiber avbrudd under lamineringen prosessen, noe som vil redusere styrken på de sammensatte laminas. - Fordi bøying er høyere enn skjær belastningen, bruke en sandwich struktur med en lineært konisk kjernen av 0-90 stoff fr.P å motstå skjær laster og tildele Torsjonsstivhet blad våren og ytre lag av enveis fr.P orientert med blad vårens viktigste aksen å kontrastere bøying belastningen. Det ytre lag har en konstant tykkelse å unngå geometriske avbrudd i sonen for høyere stresset.
- Fokusere bare på bøying diagrammet på figur 2. Skjær belastningen er en eller to størrelsesordener lavere. Basert på det, dele blad våren i to typer sektorer: mellom de to støtter (
- Få den strekk kompresjons, Prøvelegemers bøyestrekkfasthet språk, og skjæring styrke av valgte fr.P. Verdien kan finnes i de tekniske datablad eller med en test basert på ASTM standarder (foretrukket alternativ).
- Optimalisere blad våren geometriske dimensjoner gjennom en analytiske modellen.
Merk: Funksjonen mål er å minimere massen mens samsvar til pålagt begrensninger; dermed opprettholde en maksimal belastning med et utslag lik og holde påkjenninger lavere enn de materiale-tillatte.- Begrense betingelsen på maksimal nedbøyning for en angitt max Last .
Her
er en liten verdi satt inn konvergens grunner. Konseptuelt, leaf våren er en sandwich med en konisk kjernen i den regionen. Beregne nedbøyning 
på lasting , med Castiglianos metode.
Her,
og 
er Prøvelegemers bøyestrekkfasthet språk stivhet av blad våren langs og , henholdsvis.
Her,
og 
er elastiske modulus kjernen og ytre lag, henholdsvis
er den ytre lag tykkelsen, og
er kjernen tykkelsen.
- Begrense tilstanden på maksimum bøying stress:
(maksimal UD tretthet bøying stress). Vurdere 
med Euler-Bernoulli teorien.
- Begrense betingelsen på maksimal kjernen og ytre lag skjær påkjenninger:
(maksimal kjernen tretthet skjæring stress) 
(maksimal kjernen tretthet skjæring stress). Vurdere 
og 
med Euler-Bernoulli teori24.
- Bruk blad våren massen som objektiv funksjon for å minimere.
Merk: Geometriske parametrene som kan varieres er:
, , og . Hvis utformingen av forankringspunkter for rammen, og kan også betraktes som variabler, hvis den følgende angi betingelser er respektert:
- Løse problemet iterativt eller med optimalisering algoritmer, som du finner integrert i flere numerisk databehandling programmer.
- Begrense betingelsen på maksimal nedbøyning
- Utføre en FE simulering av optimalisert blad våren i Ansys sammensatte Pre/Post (ACP). Målet er å evaluere stress konsentrasjonen og ut-av-flyet laster.
- Tegne, som en overflate, DAK-geometri av bare en fjerdedel av blad våren, med overflaten i korrespondanse med støtte punkt og lay-up variasjoner.
- Opprett en ny simulering-prosjekt i ANSYS Workbench. Velg ACP (Pre) (i verktøykassen menyen) ved å dra det inn i arbeidsområdet.
- Definere materialegenskaper ved å klikke på Tekniske Data. Velg Engineering datakilder og importere fra komposittmaterialer mappen karbon UD og vevd prepregs standard materialegenskaper, ved å dobbeltklikke på dem. Oppdatere materiale konstantene i de tre viktigste retningene med de tilgjengelig på materielle datablad eller hentes fra experimental resultater.
- Importere geometrien samtidig koblingen med CAD ved å høyreklikke på geometri og deretter på Import geometri. Importere den i det opprinnelige CAD-formatet.
- Dobbeltklikk på modellen. Tilordne en vilkårlig overflaten tykkelse. Definere sonene forskjellige layup ved hjelp av funksjonen Kalt utvalg (Høyreklikk på modellen og deretter sette inn). Generere standard mesh ved å høyreklikke på maske og deretter Generer mesh.
- Åpne ACP-Pre i Workbench, ved å dobbeltklikke på oppsettet.
- Definere den gass egenskaper i mappen Materiale Data -menyen. Velg Opprett stoff ved å høyreklikke på stoffer. deretter definerer materiale og tilordne prepreg tykkelse. Velg Opprett Sub laminater ved å høyreklikke på Sub laminater og Definer sub laminat stabling sekvensen.
- Definere det lokale koordinatsystemet for elementet i mappen rosetter menyen etter viktigste tekstretningen lamineringen prosessen (rektor blad våren akse).
- Orientere de lokale koordinatene til de FEM elementene i mappen Orientert utvalg satt menyen ved å definere for hvert Element angir (tidligere definert i trinn 2.7.5) en vilkårlig opprinnelse punkt og rosetter angitt i trinn 2.7.8.
- Definere layup basert på resultatene i optimaliseringsprosessen av trinn 2.7. Høyreklikk på Modellering grupper og velg opprette Ply. Definere Orientert utvalg satt, Ply materialeog Antallet av lag. Gjenta det for hver gjentatt gruppe av gass.
Merk: Følg samme stablingsrekkefølgen for lamineringen prosessen. - I Workbench, drar du statisk strukturell analyse (i menyen for verktøyskrinet ) til arbeidsområdet. Deretter drar ACP (Pre) \Setup på statisk structural\Model og velg solid sammensatt dataoverføring. Dobbeltklikk på statiske Structural\Setup.
- Bruk symmetri og begrense grensen tilstand. Høyreklikk på Statisk strukturelle og velg Insert\Displacement. Velg kant eller overflaten av geometri og angi forskyvning 0 for riktig komponent retning.
- Bruk Force følge samme fremgangsmåte trinn 2.7.12.
- Løse FEM modellen som lineære elastiske ved å klikke på løs.
- Evaluere maksimal forskyvning
) av blad våren ved å høyreklikke løsning og velge Insert\Deformation\Directional. Hvis den er lav, komme tilbake til trinn 2.7.10 og øke antall ytre UD gass; Hvis det er høyere, redusere den. - Workbench, dra ACP (Post) (i verktøykassen) den ACP (Pre) \Mode. Deretter drar du Static\Structural løsning på ACP (Post) \Results. Dobbeltklikk ACP (Post) \Results.
- Høyreklikk mappen definisjon -menyen og velg som feil vilkår Hashin 3D.
- Høyreklikk mappen løsninger -menyen og velg Opprette fiasko.... Velge Hashin og sjekk Vis på faste stoffer.
- Sjekk Hvis feil kriteriene er alltid under en. Hvis de ikke, gå tilbake til trinn 2.7.7 og øke antall gass i sonen som kritisk, orientere dem etter behov.
- Skrive ply boken.
- Teste en nedskalert modell av designet blad våren.
- Design, ved hjelp av den analytiske modellen av trinn 2.7, 1/5-til 1/10-skalert blad våren, tuning ytre lag og kjernen tykkelse har samme forholdet mellom bøying og skjær stress komponenten ekte og en lignende krumning for maksimal belastning.
- Laminat skalert blad våren.
- Teste det med en vanlig fire-punkts bøying test innslag.
- Analysere maksimal belastning og forskyvning og feilmodus.
- Optimaliser utformingen av blad våren basert på konklusjonene fra experimental testen.
- Produsere optimalisert blad våren.
) på blad våren ender, vurderer fjæring arm utnytter.
av blad våren ender i samsvar med suspensjon geometri og tillatte mellomrom rundt kjøretøy rammen.
.
er den tillatte stresset, 
er elastiske modulus, og 
er tettheten.
) og mellom støtte og blad vår ender (
).
bør oppfylle følgende ligning for å holde stress 
konstant på den ytre overflaten av blad våren, langs alle.
er avstanden fra punktet for maksimal belastning 
og 
tverrsnitt bredde. Formelen antyder at langs den 
bør være konisk med en parabolske profil. Men prosessen praksis årsaker, tilnærmet blad vårens høyde profil med en lineær.
er en liten verdi satt inn konvergens grunner. Konseptuelt, leaf våren er en sandwich med en konisk kjernen i den 
på lasting 
og 
er Prøvelegemers bøyestrekkfasthet språk stivhet av blad våren langs 
og 
er elastiske modulus kjernen og ytre lag, henholdsvis
er kjernen tykkelsen.
(maksimal UD tretthet bøying stress). Vurdere 
med Euler-Bernoulli teorien.
(maksimal kjernen tretthet skjæring stress) 
(maksimal kjernen tretthet skjæring stress). Vurdere 
og 
med Euler-Bernoulli teori24.
, 
) av blad våren ved å høyreklikke løsning og velge Insert\Deformation\Directional. Hvis den er lav, komme tilbake til trinn 2.7.10 og øke antall ytre UD gass; Hvis det er høyere, redusere den.3. full Frontal Crash Test simulering
Figur 3: Cruiser geometri. Denne illustrasjonen viser generelle form og dimensjoner av kjøretøyet. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
- Tegne geometrien av kjøretøyet (Figur 3).
- Opprette og navngi en ny del prosjekt i CAD modellering programvare.
- Modell solid deler bruke ressursene Ekstruder, kontakt rulleres feideog Loft å sikre full mellom forskjellige kjøretøy (som kabinett, seter og veltebur). Når det er nødvendig, klikk på kategorien overflaten, Referanse geometriog flyet å trekke et referanseplan.
- Gjenta trinn 3.1.2 til geometrien er komplett med selvbærende, dører, roll buret, seter, batteri, hjul, dekk, hjulmuttere, suspensjon armer, leaf våren, styring system og stive solid barriere (2 x 2 m).
- Utnytte bilateral symmetri å optimalisere beregninger og bruke en halv-bilmodell. I verktøy -kategorien, klikk på Symmetri sjekk og velg automatisk symmetri del. Klikk deretter på den delen av kroppen som vil bli holdt og bekreft ved å klikke på Split del.
- Konvertere solid likene til overflater: Velg ansiktene knyttet til tykkelsen på likene og klikk på kategorien overflater , og deretter Sletteansiktet.
- Klikk på Lagre som , og Velg formatet STP .
- Definere og utføre simuleringen.
- Opprette og navngi et Nytt prosjekt i ANSYS Workbench Finite Element simuleringsprogram.
- Dra fra Verktøykasse - analyse systemer til prosjektet skjematisk et Eksplisitt dynamisk vindu. Dobbeltklikk i Tekniske Data og legge til nye materialer, dra deres nødvendige egenskaper fra verktøykassen treet og sette verdiene hentes i del 1 av denne protokollen, navngi hvert materiale tilsvarende.
- Høyreklikk geometri til Import geometri. Klikk på Bla gjennom og velg STP-fil som er generert i trinn 3.1.6.
- Dobbeltklikk på modellen under Eksplisitt dynamisk åpne modell miljøet.
- En gang inne i modellen miljøet, høyreklikk på geometri sette inn Punkt masse for 3D-elementer eller i Lag-delen for 2D-elementer, for å definere konsentrert massene eller sammensatt layup, henholdsvis. For hver komponent under geometri, skal riktig materiale og tykkelsen på overflater tilordnes under Detalj-materialer.
- Høyreklikk modellen sette symmetri - symmetri regionen. YZ symmetri flyet definerer korrekt geometriske symmetri i fremtidige resultatene gir riktig betingelser.
- Riktig sette opp forbindelser, slette alle automatiske tilkoblinger og la bare Kropp vekselsvirkningene, definert som friksjon.
- Under detaljer om maske Eksplisitt metoden (Figur 4), slippe elementer midside noder og definere den dimensjonering funksjonen kurvatur med Medium Relevant Center. Angi maksimumsstørrelsen Element til 30 mm med minimum 6 mm.
- Angi Antallet CPU for parallell behandling under kategorien Avansert i delen Mesh .
- Angi hastighet som en innledende tilstand under Første vilkår treet i kategorien Eksplisitt Dynamics .
- Angi betingelser av begrensning ved å høyreklikke i kategorien Eksplisitt Dynamics , velge Sett innog Fast støtte Definer stive barrieren og Fast forskyvning å forhindre at hjulet trekk på z-aksen.
- Under Innstillinger, definere kontroller i Sluttidspunkt (til 0,3 s) og Maksimalt antall sykluser (2,5 x 105), nødvendige kontakter hastighet, og den kinetiske energien (lik null).
- Under løsning, høyreklikk Løsningsinformasjon sette Kinetic-Total - indre energi til å spore disse resultatene. På den andre siden, under Løsningsinformasjonkan Løsning utdata spores Energy Sammendrag, Tidsintervallerog Energisparing.
- Klikk på løs og analysere resultatet resultatene ut totalt deformasjon, Stress, påkjenning, totalt, intern og kinetisk energi og akselerasjon.
Figur 4: Mesh begrenset elementer brukt på halv-kjøretøy modellen. Denne illustrasjonen viser Diskretiseringsmetoder av modellen, gjort av på halvparten av kjøretøy på grunn av symmetri. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Representative Results
Lay-up av viktigste Chassis: Det endelige utfallet av protokollen er laminering sekvensen, også kalt ply boken. Mens load-distribusjoner og diagrammer av bøying øyeblikk og skjær force bestemmes av enkel solid mekanikk hensyn, er imidlertid et viktig punkt av protokollen evalueringen av de faktiske materialegenskaper. Faktisk, selv om mange av mengder av strukturelle designeren kan finnes i materialet datablad, kan produksjon fase og samspill med andre materialer endre mekanisk svaret råvarer. I denne delen vises den eksperimentelle set-up for tre-punkts bøying og ILS testene (se figur 5). Fra disse testene er det mulig å evaluere bøying styrke sandwich laminas og finne en nedre grense for skjæring styrke Nomex kjernen; representant stress-forskyvning kurver er vist i figur 6 for to forskjellige retninger på et vevd laminat. Videre er ILS avgjørende for å bestemme motstanden mot delaminering i kabinettet kantene, der sandwich blir en laminat.
Figur 5: mekanisk tester. Disse skjermbildene viser mekanisk tester av (A) tre-punkts bøying og (B) ILS. Prøvens form og lasting betingelsene vises. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 6: typisk resultatet av tre-punkts bøying tester. Disse skjermbildene viser typisk resultatene av en tre-punkts bøying test for (A) [0/90]n gass og (B) [± 45]n gass. Understreker beregnet fra belastningen måles av Last cellen og forskyvningen måles svingeren innebygd i den teste maskinen. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Laminering sekvenser, definert sektor for sektor over kabinett mold, vises i figur 7. Detaljert spesifikasjon av laminering sekvensene er oppført i tabell 1. Tabellen er delt inn i tre faser av autoclave herding prosessen som utføres i rekkefølge, fra den ytterste lamina, så Nomex kjernen og lim, og til slutt den indre lamina.
Figur 7: resultat av utformingsprosessen. Alle områder er preget av en annen lay-up. Tallene og fargene definere de ulike regionene der chassis struktur deles, se tabell 1. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
| Fase 1 | ||||
| p = 6 bar; t = 2t; T = 135 ° C | ||||
| SEQ. | Sektor | Vinkel | n ° | Materiale |
| P 1.1 | Global | + 45 ° | 1 | satin T800 |
| P 1.2 (reinf) | 1 | 0° | 1 | UNI M46J |
| 2 | 90° | 1 | UNI M46J | |
| 3 | + 45 ° | 1 | UNI M46J | |
| 1B | 0° | 1 | UNI M46J | |
| P 1.3 (reinf) | D | 0° | 2 | UNI M46J |
| C | -45 ° | 1 | UNI M46J | |
| C | + 45 ° | 1 | UNI M46J | |
| A, B, C, D | -45 ° | 1 | UNI M46J | |
| A, B, C, D | + 45 ° | 1 | UNI M46J | |
| P 1,4 (reinf) | B | 0° | 2 | UNI M46J |
| A, D, C | 90° | 1 | UNI M46J | |
| A, D | 90° | 2 | UNI M46J | |
| P 1.5 (reinf) | D | 0° | 1 | satin T800 |
| D | 90° | 3 | UNI M46J | |
| D | 0° | 1 | satin T800 | |
| D | 0° | 3 | UNI M46J | |
| P 1.6 | Global | 0° | 1 | satin T800 |
| Fase 2 | ||||
| p = 1,5 tittellinjen. t = 2t; T = 1110 ° C | ||||
| P 2.1 | Global | / | 1 | Lim |
| P 2.2 | 1, 2, 3 | / | 1 | Nomex 14 mm. 32Kg/m ^ 2 |
| P 2.3 | 1B, D, 0 | / | 1 | Nomex 9 mm. 32Kg/m ^ 2 |
| P 2.4 | Global | / | 1 | Lim |
| Fase 3 | ||||
| p = 6 bar; t = 2t; T = 135 ° C | ||||
| P 3.1 | Global | 0° | 1 | satin T800 |
| P 3.2 (reinf) | D | 0° | 3 | UNI M46J |
| D | 0° | 1 | satin T800 | |
| D | 90° | 3 | UNI M46J | |
| D | 0° | 1 | satin T800 | |
| P 3.3 (reinf) | A, D | 90° | 2 | UNI M46J |
| A, D, C | 90° | 1 | UNI M46J | |
| B | 0° | 2 | UNI M46J | |
| P 3.4 (reinf) | A, B, C, D | + 45 ° | 1 | UNI M46J |
| A, B, C, D | -45 ° | 1 | UNI M46J | |
| C | + 45 ° | 1 | UNI M46J | |
| C | -45 ° | 1 | UNI M46J | |
| D | 0° | 2 | UNI M46J | |
| P 3,5 | 1B | 0° | UNI M46J | |
| 3 | -45 ° | 1 | UNI M46J | |
| 2 | 90° | 1 | UNI M46J | |
| 1 | 0° | 1 | UNI M46J | |
| P 3.6 | Global | + 45 ° | 1 | satin T800 |
Tabell 1: laminering sekvens av chassiset. Denne tabellen viser spesifikasjon av lay-up for de ulike delene av kabinettet, definert i figur 7. Den er delt inn i tre forskjellige laminering faser som utføres i rekkefølge.
Når strukturen av kabinettet bestemmes, Titan veltebur lagt etter rase i reglene20, og bestemte tallmessige tester kjøres motstanden av bilen som helhet, og det meste, fravær av inntrenging av nonstructural deler mot beboerne. I Figur 8retninger av effekt-tilsvarende statisk laster vises, og i figur 9 tilsvarende forskyvning kart kan evalueres. I denne fasen brukes bare en skjematisk geometri for beregning, mens komplett geometrien for den endelige bekreftelsen av krasjtest.
Figur 8: Crash tilsvarende statisk belastning retninger. I henhold til regelverket lastes kjøretøy strukturen av en statisk styrke lik 6 g ganger den totale massen i instruksjonene vises i bildet. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 9: kart over beregnede forskyvningene. Denne illustrasjonen viser et eksempel på forskyvningene beregnet i tilfeller definert i Figur 8. Forskyvningen må være lavere enn 25 mm i et område i nærheten av beboerne. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Blad våren: Utfallet av protokollen er optimalisering av en sammensatt tverrgående blad våren med stabiliserings evnen. Designen har å møte ulike krav: en stress under det materiale-tillatte for maksimal belastning, en bestemt stivhet og en minimal vekt. For å møte alle disse kravene, vises en analytisk optimaliseringsmodell. Takket være modellen er det mulig å raskt få optimal geometri og konseptuelle lay-up. Nøyaktigheten av modellen er bekreftet av finite element method og en eksperimentell test på et 1/5-skalert blad våren. Skalert blad våren dobbel-støttes på center (som spenner over 100 mm) og lastet i endene tilsvarer hullene (som spenner over 190 mm) med 1000 N for hver side. Optimalisert geometri og lag-bok av blad våren er rapportert i Figur 10 og tabell 2, henholdsvis.
Figur 10: optimalisert utvalg av blad våren geometrien. Denne illustrasjonen viser geometri skalert blad våren som testes for brudd for å validere numeriske modellen. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
| Autoclave herding | |||||
| p = 6 bar; t = 2t; T = 135 ° C | |||||
| SEQ. | Sektor | Vinkel | n ° | Tykkelsen | Materiale |
| mm | |||||
| Ender 10 | Ender 10 | 0° | 1 | 0,23 | TW T300 200g/m ^ 2 |
| Alle 200 | Alle 200 | 0° | # | 1 | UD T1000 100gm/m ^ 2 |
| Sentrale 125 | Sentrale 125 | 0° | 1 | 0,23 | TW T300 200g/m ^ 2 |
| Sentrale 175 | Sentrale 175 | 0° | 1 | 0,23 | TW T300 200g/m ^ 2 |
| Alle 200 | Alle 200 | 0° | 1 | 0,23 | TW T300 200g/m ^ 2 |
| Sentrale 175 | Sentrale 175 | 0° | 1 | 0,23 | TW T300 200g/m ^ 2 |
| Sentrale 125 | Sentrale 125 | 0° | 1 | 0,23 | TW T300 200g/m ^ 2 |
| Alle 200 | Alle 200 | 0° | # | 1 | UD T1000 100gm/m ^ 2 |
| Ender 10 | Ender 10 | 0° | 1 | 0,23 | TW T300 200g/m ^ 2 |
Tabell 2: laminering rekke blad våren. Denne tabellen viser spesifikasjon av lay-up for de ulike delene av blad våren.
Ifølge analytiske modellen bør blad våren har en maksimal forskyvning av 12.2 mm og utvikle maksimalt bøying stress 970 MPa, konstant mellom de to sentrale støtter.
Finite elementanalyse som beskrevet i trinn 2.7 av protokollen ble utført og resultatene rapporteres i Figur 11. Stress i viktigste retning 
på den ytre overflaten av blad våren langs den viktigste aksen tegnes inn i diagrammet. Det er nesten konstant mellom span og lik 922 MPa, og deretter reduseres lineært mot belastning program poenget. Til tross for blir langt under maksimum sammenntrykking spenningen av materialet (1,450 MPa), 3D Hashin feil kriteriet plottet i Figur 10 viser en sone med feil indeks over 1, som skyldes fiber (uthevet i rødt) og er knyttet til en brå endring i geometri for den eksterne UD ply gass, skyldes avbrudd av kjernen. Alle stund, er forskyvning beregnet av FEM på laste programmet poenget 12,8 mm.
Figur 11: bøying numeriske simulering på blad våren endelig element modellen. Denne illustrasjonen viser resultatene av FEM simuleringen på skalert blad våren i forhold til Hashin svikt indeks og maksimal viktigste stress. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
For å bekrefte påliteligheten av analytiske og numeriske modeller, som foreslått av prosedyren, må skalert blad våren testes eksperimentelt. Resultatene, rapportert i grafen til Figur 12, viser en maksimal belastning før brudd på 1980 N (990 N for hver side), med en maksimal forskyvning 15,1 mm. Derfor i maksimal fortrengning, analytiske og numeriske modellen undervurdere den av-19% og -15%, henholdsvis. Interessant, feil måte og skade plasseringen observert på testet prøven (Figur 11) er enig med numerisk modell resultatene.
Figur 12: fire-punkts bøying eksperimentell test på en nedskalert modell av blad våren. Denne illustrasjonen viser test oppsett og Last-forskyvning kurven for skalert blad våren. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Crash Test: Finite elementanalyse kan produsere realistisk resultater for å støtte ingeniører forstå kjøretøy oppførsel under forskjellige krasj scenarier. Istedet for running virkelige forhold, er det mer tidkrevende og kostnadseffektiv å simulere bilulykker benytter kommersiell programvare som ANSYS. Presentere resultatene er et eksempel på hvordan disse simuleringene kan bidra til automotive engineering samfunnet.
Discretized endelig element modell av bilen presentert et antall elementer og noder av 79950 og 79822, henholdsvis. Som et første betingelse, det vedtatt en 60 km/t innvirkning hastighet, hvor den kinetiske energien til kjøretøyet redusert i ca 0,3 s (figur 13), konverteres til kontakt- og indre energi i bilen strukturen.
Figur 13: Crash test energi diagrammer. Disse skjermbildene viser krasjtest energi diagrammer av (A) kinetisk energi og (B) indre energi. Diagrammene portrettere typisk energi flukser under en krasjhendelse. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Fra prøven stress kartet i figur 14Akan statusen integriteten kjøretøy vurderes. Dette er av avgjørende betydning å bestemme mulig skade på sikkerheten til passasjerene, som det ville være i en potensielt løsnet roll buret bar, avdeling av seter eller selv en forskyvning av baren styring mot sjåføren. Mest fremtredende forskyvningene i tilfelle vist i figur 14B består innen 95 mm, og skjer både foran bilen, sjokk, og i roll buret barer som er knyttet til setene.
Figur 14: typisk konturene av maksimal tilsvarende stress og maksimal forskyvning i en frontal crash test Disse skjermbildene viser (A) tilsvarende stress og (B) forskyvning. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Discussion
Tabell 1er det mulig å legge merke til at de eneste laminas ikke er symmetrisk, mens hele sandwich. Dette skyldes nødvendigheten av å ha både minst antall gass, teknologiske minimum og ønsket mekaniske egenskaper.
På den ene siden delen merket som 1/1b, 2, 3 i figur 7 er ansvarlig for mekaniske egenskaper, blir retningen på høy styrke forsterkning enveis lag Hovedforskjellen mellom dem. På den andre siden, delene er merket som A, B, C og D er endret for å ta hensyn til konsentrert laster av suspensjon og passasjerenes seter, på grunn av tilstedeværelsen av bladfjærer.
Finite element modellen brukes til analyse av sammensatte kabinettet er basert på en shell-topologi. Shell elementer er et egnet alternativ for gjengivelse kompositt-strukturer, som de pleier å fange bøying stivhet av tynne vegger organer med betydelig enklere nett enn solid elementer. På den annen side, bør ty til kontinuum skall eller solid elementer vurderes når modellering tykk sandwich strukturer eller regioner med bratte stress graderinger; en komparativ diskusjon om skall og kontinuum shell elementer tilbys24,25.
Hovedmålet med statisk analyse bekrefter at stivheten og styrke av strukturen oppfyller kravene. Stivhet krav gjennomføres direkte på at deformasjon av kjøretøyet under hver Last sak er innenfor grensene av reglene (dvs.ingen del av bilen trenger beboerne rom). Vurdering av strukturen styrke er basert på å vurdere Hashins skade26 av de sammensatte gass; nemlig, Hashins parametere må være strengt mindre enn 1. Skadelige modi bidrar til global svikt av sammensatt laminat, bruk av kumulativ skade kriterier (f.eksHashin's) anbefales; maksimal stress vilkår kan være egnet for metall.
Litteraturen har foreslått ulike løsninger for design optimalisering av lette kompositt bladfjærer, men de fleste av dem koble bare en enkelt hjul27,28 (ingen antiroll kapasitet) eller er kun egnet for infusjon mold teknologi (dobbel-konisk)29. Utformingen av blad våren her presenteres er begrenset en priori av prepreg laminering prosessen, som tillater ikke en dobbel-konisk designløsning men garanterer høy materiale styrke og stabilitet.
Det nyskapende aspektet av blad vår er funksjonell integrering av to komponenter i en (våren og antiroll bar) og Hovedfordelen er massen reduksjon. Videre takket være den foreslåtte analytiske modellen er det mulig å redusere massen og få optimal geometrien raskt for sette maksimal belastning og forskyvning.
Lokale stress og ut-av-plane de som kan bli verdsatt av den analytiske modellen, evalueres etter endelig element method, og blad våren sammensatt enkelt lagene er modellert med murstein elementer. Denne løsningen er beregningsmessig tyngre enn å bruke skjell men tillater, sammen med Hashin, 3D feil kriterier å forutsi delaminering forårsaket av ut-av-plane laster, som er en viktig del av blad våren. Til slutt, analytiske og numeriske modeller for design av blad våren er blitt godkjent av en eksperimentell test på et skalert blad våren.
Om krasjtest, relativt opphøyet forskyvning av roll buret, selv om det ikke representerer til bekymring, hovedsakelig tilskrives utformingen av en front bar. Formen noncurved og akutt måten der det er plassert, med ingen kurver og på en skarp vinkel med innvirkning retning, er ansvarlig for å overføre mesteparten av energien som bør bli absorbert av kabinettet til roll buret, som har en distinkt strukturelle mål . Derfor er roll buret skjøvet til baksiden av bilen, forårsaker en forhøyet stress på vedlegg distrikter til seter. Det er viktig å merke seg at til tross for av noen funksjoner som kan være potensielt forbedres, minimal deformasjon av selvbærende og det faktum at ingen komponenter trengt/perforert andre gjør det klart at utformingen av bilen regnes sikker om sin crashworthiness.
Derfor anses den strukturelle utformingen av bilen som helhet å ha blitt optimalisert med tanke materialbruk, hvor omfattende beregningen viste i protokollen er viktig for utformingen av en selvbærende og bladfjærer var skreddersydd for å være lys og presentere en forbedret mekanisk ytelse. Videre gjennom en numerisk crash test simulering, kjøretøy strukturen vist at det er vellykket tåle momentum utledes ved en full frontal innvirkning vurderer gjennomsnittlige hastigheten av bilen på sin optimale energisk effektivitet.
Disclosures
Forfatterne ikke avsløre.
Acknowledgments
Forfatterne vil takke alle medlemmer av Onda Solare Sport Association (www.ondasolare.com) for deres viktig støtte og Marko Lukovic som var estetiske utformeren av krysseren. Denne forskningsaktiviteten ble realisert med økonomisk støtte til EU og regionen Emilia-Romagna i POR-FESR 2014-2020, akse 1, forskning og innovasjon.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| CFRP Twill T300 200g/m^2 | Impregantex | GG 204T2 IMP 503Z 46% | |
| CFRP UD STS 150g/m^2 | DeltaPreg | STS-150 - DT150 - 36% | |
| CFRP UD M46J 150g/m^2 | Cytec | MTM49-3 M46J (12K) 36% | |
| CFRP UDT1000 150 | Cytec | X01 - 36% T1000 (12K) | |
| Honeycomb | DuPont | Nomex 9-14 mm | |
| Universal Testing Machine (UTM) | Instron | Instron 8033 250 kN | |
| FEM | Ansys | Ansys 18 | |
| Numerical computing Enviroment | Matworks | Matlab R2018a |
References
- Popular Mechanics Magazine. 104 (3), Hearst Magazines. (1955).
- Thacher, E. F. A Solar Car Primer, A Guide to the Design and Construction of Solar-Powered Racing Vehicles. , Springer. (2015).
- Minak, G., Fragassa, C., de Camargo, F. V. A brief review on determinant aspects in energy efficient solar car design and manufacturing. Smart Innovation, Systems and Technologies. 68, 847-856 (2017).
- Tamura, S. Teijin advanced carbon fiber technology used to build solar car for world solar challenge. Reinforced Plastics. 60, 160-163 (2016).
- Kin, W. D., Kruger, S., van Rensburg, N. J., Pretorius, L. Numerical assessment of aerodynamic properties of a solar vehicle. ASME 2013 International Mechanical Engineering Congress and Exposition. , San Diego. (2013).
- Betancur, E., Mejía-Gutiérrez, R., Osorio-Gómez, G., Arbelaez, A. Design of structural parts for a racing solar car. 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). Eynard, B., Nigrelli, V., Oliveri, S. M., Peris-Fajarnes, G., Rizzuti, S. , Springer. 25-32 (2017).
- Joost, W. Reducing vehicle weight and improving U.S. energy efficiency using integrated computational materials engineering. Journal of the Minerals, metals, and Materials Society. 64, 1032-1038 (2012).
- Paterson, G., Vijayaratnam, P., Perera, C., Doig, G. Design and development of the Sunswift eVe solar vehicle: a record-breaking electric car. Journal of Automobile Engineering. 230, 1972-1986 (2016).
- Betancur, E., Fragassa, C., Coy, J., Hincapie, S., Osorio-Gómez, G. Aerodynamic effects of manufacturing tolerances on a solar car. Smart Innovation, Systems and Technologies. 68, 868-876 (2017).
- de Kock, J. P., van Rensburg, N. J., Kruger, S., Laubscher, R. F. Aerodynamic optimization in a lightweight solar vehicle design. ASME 2014 International Mechanical Engineering Congress and Exposition. , Montreal. 1-8 (2014).
- Sancraktar, E., Gratton, M. Design, analysis, and optimization of composite leaf springs for light vehicle applications. Composite Structure. 44, 195-204 (1999).
- de Camargo, F. V., Fragassa, C., Pavlovic, A., Martignani, M. Analysis of the suspension design evolution in solar cars. FME Transactions. 45 (3), 394-404 (2017).
- Hurter, W. S., van Rensburg, N. J., Madyira, D. M., Oosthuizen, G. A. Static analysis of advanced composites for the optimal design of an experimental lightweight solar vehicle suspension system. ASME 2014 International Mechanical Engineering Congress and Exposition. , Montreal. (2014).
- de Camargo, F. V., Giacometti, M., Pavlovic, A. Increasing the energy efficiency in solar vehicles by using composite materials in the front suspension. Smart Innovation, Systems and Technologies. 68, 801-811 (2017).
- Mathijsen, D.
- Liu, Q., Lin, Y., Zong, Z., Sun, G., Li, Q. Lightweight design of carbon twill weave fabric composite body structure for electric vehicle. Composite Structures. 97, 231-238 (2013).
- Gay, D. Composite Materials: Design and Applications. , CRC Press. Boca Raton, FL. (2014).
- Poodts, E., Panciroli, R., Minak, G. Design rules for composite sandwich wakeboards. Composites Part B: Engineering. 44 (1), 628-638 (2013).
- ASTM D7264. Standard Test Method for Flexural Properties of Polymer Matrix Composite Materials. , ASTM International. West Conshohocken, PA. (2015).
- ASTM D2344. Standard Test Method for Short-Beam Strength of Polymer Matrix Composite Materials and Their Laminates. , ASTM International. West Conshohocken, PA. (2015).
- Rondina, F., et al. Development of full carbon wheels for sport cars with high-volume technology. Composite Structures. 192, 368-378 (2018).
- American Solar Challenge 2018 Regulations. Revision B, September 4, 2017. , Available from: http://americansolarchallenge.org/ASC/wp-content/uploads/2017/09/ASC2018-Regs-External-Revision-B.pdf (2017).
- Sodena, P. D., Kaddourb, A. S., Hinton, M. J. Recommendations for designers and researchers resulting from the world-wide failure exercise. Composites Science and Technology. 64, 589-604 (2004).
- Zenkert, D. An Introduction to Sandwich Construction. Engineering Materials Advisory Services Ltd. , (1995).
- Barbero, E. J. Finite Element Analysis of Composite Materials Using AbaqusTM. , CRC Press. Boca Raton, FL. (2013).
- Hashin, Z. Failure Criteria for Unidirectional Fiber Composites. Journal of Applied Mechanics. 47 (2), 329-334 (1980).
- Yu, W. J., Kim, H. C. Double Tapered FRP Beam for Automotive Suspension Leaf Spring. Composite Structures. 9, 279-300 (1988).
- Shokrieh, M. M., Rezaei, D. Analysis and optimization of composite leaf spring. Composite Structures. 60, 317-325 (2003).
- Wood, K. Composite leaf springs: Saving weight in production. , Available from: https://www.compositesworld.com/articles/composite-leaf-springs-saving-weight-in-production-suspension-systems (2014).
