Summary
En este trabajo, varios aspectos relacionados con el proceso de diseño estructural de un reforzado fibra del carbón lleno vehículo solar plástico son detallados, centrándose en el chasis de monocasco, las ballestas, y probar el vehículo en su conjunto durante un accidente.
Abstract
Los cruceros son ocupantes de varios vehículos solares que están pensados para competir en largo alcance (más de 3.000 km) las razas solares basan en el mejor compromiso entre el consumo de energía y la carga útil. Deben cumplir normas de la raza en cuanto a las dimensiones, el tamaño del panel solar, funcionalidad y seguridad y requisitos estructurales, mientras que la forma, los materiales, la cadena cinemática, y la mecánica se considera a la discreción del diseñador. En este trabajo, se detallan los aspectos más relevantes del proceso de diseño estructural de un full carbono reforzado con fibra de plástico vehículo solar. En particular, se describen los protocolos utilizados para el diseño de la secuencia de laminación del chasis, el análisis estructural de muelles de ballesta y la simulación numérica de la prueba de accidente del vehículo, incluyendo la jaula de seguridad. La complejidad de la metodología de diseño de estructuras de compuestos reforzados con fibra se ve compensada por la posibilidad de adaptar sus características mecánicas y optimizando el peso total del coche.
Introduction
Un automóvil solar es un vehículo con energía solar utilizado para el transporte terrestre. En 1955 se presentó el primer coche solar: era un modelo de 15 pulgadas pequeña, compuesto de 12 células fotovoltáicas de selenio y un pequeño motor eléctrico1. Desde esa demostración exitosa, grandes esfuerzos se han realizado en todo el mundo para demostrar la viabilidad de la movilidad solar sostenible.
El diseño de un vehículo solar2 está severamente restringido por la cantidad de energía de entrada en el coche, que es bastante limitado en condiciones normales. Algunos prototipos han sido diseñados para uso público, aunque no hay coches principalmente alimentadas por el sol están disponibles comercialmente. De hecho, coches solares parecen lejos de un uso común en la vida cotidiana, dada sus límites actuales, especialmente en términos de costo, variedad y funcionalidad. Al mismo tiempo, representan un banco de prueba válida para el desarrollo de nuevas metodologías, en los planos de diseño y fabricación, combinando tecnología emplean en sectores industriales avanzados, como la aeroespacial, la alternativa, y automotriz. Además, la mayoría de automóviles solares se han construido con el fin de las carreras de coches solares, brillo eventos alrededor del mundo, cuyos participantes son principalmente las universidades y centros de investigación que se cuenta con la investigación de soluciones óptimas para cada problema técnico. En particular, los organizadores de las competiciones más importantes (por ejemplo, el desafío Solar Mundial) han adoptado una estrategia de desarrollo de las normas de carrera que pretende llevar estos vehículos extremos tan cerca como sea posible a lo más tradicional medios de transporte. Específicamente, después de muchos años en los que los vehículos eran solos-seaters y diseñado viajar la ruta como rápidamente como sea posible, la emergente categoría de vehículos crucero ha sido recientemente introducido y desarrollado para el transporte de pasajeros más eficiente.
Para estos vehículos, los requisitos técnicos se han convertido en aún más estrictos. De hecho, no sólo tienen que garantizar la máxima eficiencia energética, pero también deben cumplir con condiciones de ingeniería más complejas vinculadas a diferentes funcionalidades. Por ejemplo, la posibilidad de transportar un mayor número de ocupantes hace más difícil garantizar las condiciones de seguridad y conducción. El esfuerzo se hace más complicado debido al aumento de peso global y la necesidad de insertar un mucho más grande paquete de la batería, mientras que espacios internos deben ser reducidos, haciendo el posicionamiento de los mecánicos de difícil.
Debe abordarse una nueva filosofía de diseño, incluyendo una visión diferente del uso de materiales y fabricación. En primer lugar, deben seleccionarse materiales basados en el cociente del fuerza-a-peso más alto y, como consecuencia directa, plásticos de la fibra de carbono reforzado representan una solución óptima. Además, deben implementarse estratagemas específicas en el diseño.
En el presente artículo, se describen los procedimientos empleados para el diseño de algunas de las partes estructurales más importante del vehículo solar, como incluso una prueba de accidente computacional, su chasis monocasco y la suspensión. El alcance final es obtener rápidamente un vehículo solar con el peso lo menos posible, en una relación inversa con las reglas de aerodinámica y raza.
Obviamente, la búsqueda para el material óptimo en términos de la relación entre resistencia y peso está limitada por la tecnología empleada, que es el moldeado de la autoclave de preimpregnados CFRP. El objetivo de los métodos seleccionados es la determinación rápida de la opción óptima del material en cuanto a la tipología de capas dentro de un rango finito de posibilidades y en términos de Lay. De hecho, el diseño con materiales compuestos implica la elección simultánea de propiedades geométricas de las secciones de material específico y de la tecnología adecuada (que, en el caso presentado aquí, estaba determinado a priori, como sucede a menudo).
Varios concursos de reconocido rendimiento interurbano para los vehículos eléctricos solares han llevado a cabo en todo el mundo en las últimas décadas, con las universidades de primera categoría y centros de investigación, que son los principales agentes de promoción para el desarrollo de esta movilidad tecnología. Sin embargo, la competitividad que se ejecuta en este campo de investigación en alianza con los límites de la propiedad intelectual es una serio limitante para la difusión del conocimiento en la materia. Para ello, la revisión de cuentas de diseño solar del coche para pocos (y a veces anticuadas) referencias, incluso cuando todos investigaciones se basan en esta encuesta3, que es por qué se recomienda la realización de trabajos como el presente.
Independientemente de qué aspecto del diseño del vehículo está siendo mejorado, un objetivo común tiene siempre como objetivo: el logro de mayor eficiencia energética. Cambios productivos en el diseño no están siempre basadas en tecnologías de vanguardia, ya que pueden basarse meramente en mecánica como bajar el centro de gravedad del vehículo para aumentar su estabilidad (que es particularmente importante para competiciones organizadas en el desierto regiones4 debido al viento lateral ráfagas5) o reducir el peso de vehículo piezas6-de que un 10% de reducción de peso global de vehículos eléctricos puede deducir hasta un 13,7% en ahorro de7. Estrategias de gestión de energía completo también se utilizan en los eventos de la raza para asegurar el mejor rendimiento posible, donde emocionantes velocidades máximas de 130 km/h y solo cargas que duran para más de 800 km se pueden obtener en clase crucero coches8.
El estudio del vehículo aerodinámica5,9,10 es importante para asegurar la poca resistencia del aire y suavidad durante la conducción, donde los principales aspectos a controlar son una reducción del coeficiente de arrastre para Deje el coche para moverse mientras que el gasto menos energía y el coeficiente de elevación que se mantendrán negativo para garantizar que el coche es segura y estable unido a la tierra, incluso a velocidades más altas.
Otro parámetro importante a ser diseñado es el sistema de suspensión, que se aplica generalmente en vehículos regulares con los fines única de proporcionar comodidad, estabilidad y seguridad, pero en coches solares debe ser luz. Este importante aspecto se ha explorado desde 199911 en estudios que incluyeron ballestas fibra de vidrio y, más recientemente, con fibra de carbono12 que, cuando se utiliza para constituir wishbone enlaces13, ha demostrado para proporcionar no sólo peso reducción, sino un factor de mejora de la seguridad. Aunque doble-wishbone suspensión, sin duda, más a menudo se utiliza en coches solar14, el presente estudio considera un resorte plano transversal construido con fibra de carbono, pues es un sistema de suspensión más simple y más ligero con menor peso no suspendido.
En cuanto a la fabricación del chasis, la construcción de una estructura monocasco de fibra de carbono ha demostrado dar una ventaja considerable en el rendimiento, siendo una restricción de diseño indispensable para los actuales más destacados4,8 ,equipos de coche solar de15 . El uso de fibra de carbono es vital para la ejecución del vehículo, permitiendo que los equipos para la construcción de vehículos donde cada uno de los componentes estructurales (o diferentes partes de la misma estructura, como en el chasis) tiene una cantidad óptima de fibras en capas en calculado orientaciones. Para que, en este trabajo, el material propiedades han sido evaluadas a través de estandardizado pruebas experimentales, como la prueba de flexión de tres puntos y la cizalla interlaminar (ILSS) prueba.
Para asegurar estabilidad dimensional durante el ciclo de polimerización, la construcción generalmente se realiza con vacío con bolsas y4 moldes de fibra de carbono que, a su vez, se laminan en espuma de alta densidad molida precisamente o patrones de aluminio de moldeo por autoclave. La mayoría de las partes está constituida por estructuras sándwich (es decir, con las fibras de la piel y de materiales de la base de peso extremadamente ligero que sirven para atribuir la flexión resistencia a compuestos con un peso extremadamente bajo). Además, la fibra del carbón también es ventajosa para ofrecer mayores niveles de vibración seguridad contra fenómenos de resonancia12.
Con el objetivo de certificar la seguridad de los pasajeros en los eventos de accidente, pruebas de choques implican generalmente desperdiciador de tiempo y antieconómicas, experimentales y destructivas pruebas con vehículos de la muestra. Una tendencia que está ganando gran popularidad es accidente simulado por ordenador de pruebas, donde estas simulaciones investigar la seguridad de los ocupantes del coche durante diferentes tipos de impactos (por ejemplo, impacto frontal, lateral frontal, offset y rodillo encima) . Dada la importancia de realizar un análisis de accidente en un vehículo de carretera y la factibilidad de hacerlo a través de la modelización numérica, la presente investigación pretende identificar las áreas más críticas del vehículo solar, en términos tanto tensión máxima y deformación, para permitir una hipótesis de mejora de la estructura.
Numérica crash test de vehículos solares realizadas por este medio no tiene precedente. Teniendo en cuenta la falta de bibliografía en la investigación y las normas específicas para este enfoque innovador auto solar, suponía una adaptación que considere el impacto del vehículo en un obstáculo rígido a su velocidad media. Por eso, la modelización de la geometría del vehículo y la simulación (incluyendo acoplamiento de Constitución y simulación puesta en marcha) se han realizado en diferentes software apropiado. El uso de fibra de carbono para la estructura del vehículo se justifica también por su comportamiento de resistencia a los golpes, que ya se ha demostrado para ser más alto que el de otros materiales como composites de fibra de vidrio, en pruebas de colisión de vehículos eléctricos16.
Protocol
Nota: El proceso de diseño de un vehículo solar es una tarea bastante compleja, que implica aspectos multidisciplinares, por lo que no es posible cubrir todo aquí. Para orientar al lector, el proceso lógico en el cual están incrustados los protocolos descritos se muestra en la figura 1.
Figura 1: Diagrama de flujo de diseño. Se representan las interacciones entre las diferentes partes del proceso de diseño. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
1. Lay-up del diseño del chasis principal
- Determinar la distribución de carga en el peor.
- Los pasajeros y las distribuciones de masa de paquete de batería se multiplican por la aceleración vertical de diseño para obtener la carga de diseño principal.
- Considerar la posición de los asientos y las ubicaciones de pila posible diferente.
- Calcular las reacciones en las articulaciones de la ballesta. El vehículo se considera como una viga a simplemente apoyada.
- Determinar los diagramas del momento de flexión y cortante.
- Encontrar la tensión de corte admisible máxima en el material de la base. Su valor se puede leer en la hoja técnica de la base o encontrar por medio de experimento en muestras adecuadas. En este caso, se puede determinar la tensión de la delaminación de las capas de base.
- Calcular el espesor de la base de emparedado basado en la resistencia de esquileo17,18 (donde
es el ancho sobre el cual la corte fuerza 
aplica y 
es el espesor de la base).
- Encontrar la fuerza de tracción y compresión de las capas CFRP disponibles. Su valor puede encontrarse en hojas técnicas de las capas.
- Determinar experimentalmente la resistencia a la flexión de los compuestos sandwich del19.
- Determinar experimentalmente la ILSS para las posibles combinaciones de materiales20,21.
- Tomar en consideración las diferentes secciones del vehículo, cuya forma está diseñado en una relación inversa entre los requerimientos aerodinámicos y necesidades funcionales.
Nota: Hay tres secciones críticas en el chasis, con el momento flector máximo y los dos extremos, donde el área se reduce drásticamente debido a la presencia de los sistemas de suspensión de la rueda. Por otra parte, en estas dos secciones reducidas, el corte debe ser transferido de la ballesta al chasis. - Hacer una suposición sobre el laminado en las tres secciones que considera y en las diferentes partes de las secciones, teniendo en cuenta que el mínimo tecnológico17 es al menos el 10% de las fibras en cada sentido (0 ° [es decir, longitudinal], 90 ° [es decir, transversal] y ± 45 ° [es decir, diagonal]), la carga más importante actuando en la parte específica de la sección, que el número de capas es entero, y que el espesor debe mantenerse al mínimo.
- Calcular las tensiones máximas de tracción y compresión según el sándwich teoría17,18 y compararlos con los admisibles (donde es el ancho sobre el cual el momento
aplica y y 
son el grueso de la base y de las capas, respectivamente).
- Modificar el Lay, si es necesario y volver a paso 1.9.
- Hacer un modelo de elementos finitos de la cáscara en el software Abaqus y aplicar las cargas de impacto-equivalente, prescritas por la normativa22.
- Crear el chasis en un modelador CAD.
- Importar el chasis en el software FEM como una cáscara o parte sólida haciendo clic en Import | Parte. Si se importa como un sólido, utilice la herramienta Editar geometría para transformarlo en una parte de la cáscara.
- Definir las propiedades de una sola capa de CFK como material elástico tipo lámina o Constantes de ingeniería; Seleccione los módulos elástico y relación de Poisson del material. Observe que ingeniería parámetros constantes son necesarios si se analiza el comportamiento fuera del plano de la concha. Elegir Hashin Daño criterio para aplicar un criterio de falla de los capa compuesto26.
- Crear una sección de Convalecencias compuesto mediante la definición de la secuencia de apilado de la lámina. Asignar cada capa su orientación y espesor en forma de tabla.
Nota: Debe considerarse el grosor posterior curado por capas de lo CFRP. - Asignar la distribución de elementos discretos de la parte por Malla de semilla. Utilice la herramienta de Partición de cara y sesgo de semilla para aumentar el número de elementos en los lugares críticos. Elija la forma de elemento Quad-dominado y el tipo de elemento de Shell . Haga clic en integración reducida si el reloj de arena efectos en el modelo son insignificantes; de lo contrario, utilice la integración nonreduced.
- Crear una instancia del chasis en el módulo de montaje . Este es el que se aplicarán las cargas y las condiciones de contorno.
- Definir el procedimiento de análisis en el módulo de paso como estática. Elija la configuración de la solver. Seleccione Nlgeom: en para activar el comportamiento membranal no lineal.
- Aplicar cargas que son equivalentes a las prescritas por los reglamentos como cuerpo de la fuerza se carga en el chasis. Aplicar las fuerzas concentradas en las baterías y los ocupantes de posiciones para tener en cuenta sus pesos agrupan.
- Aplicar la BCs en la instancia. Consideran el chasis de un cuerpo apoyado actuado por las cargas externas, con Pinned BC en el limita ' lugares.
- Definir las salidas en el módulo de Solicitudes de salida de campo . Seleccione dominio: laminado compuesto para extraer las salidas en lugar de cada capa en el laminado.
- Crear un trabajo y ejecutar el análisis.
- Verificar el cumplimiento de los resultados con los requisitos de las normas22. En caso de no se cumplieran, volver a pasos 1.9 y 1.12.4 y modificar la secuencia de laminación.
- Producir un libro de capas traduciendo el sección por sección enfoque del diseñador estructural a un enfoque de capas por capas necesitado por el fabricante.
- Hacer modificaciones especiales en las secciones donde requisitos funcionales específicos conducen a una reducción del espesor de sandwich.
- Fabricar el chasis en un autoclave.
- Producir patrones de espuma de alta densidad por fresado de precisión.
- Garantiza un acabado de superficie suave con lija fina granulometría.
- Se aplican las capas de sellador y desmoldeante en la espuma para asegurar el detachability de los moldes de fibra de carbono.
- Fabricación de los moldes montando previamente impregnado de fibra de carbono bajo catálisis de temperatura capas y sellado cada parte con vacío bolsa de compresión para una mayor curación de autoclave.
- Pulir la superficie de los moldes producidos y aplique sellador y agentes de liberación.
- Las piezas del chasis de laminado sobre el molde según el libro de capas y someterlos a la compresión de la bolsa de vacío y una curación de la autoclave.
es el ancho sobre el cual la corte fuerza 
aplica y 
es el espesor de la base).
aplica y 
son el grueso de la base y de las capas, respectivamente).
2. diseño de hoja de resorte de
Figura 2: diagramas de la hoja del resorte de carga. Esta figura muestra la determinación de la corte y de la actuación de momento de flexión de la ballesta. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
- Determinar la distribución de la carga a lo largo de la hoja del resorte (véase el diagrama de flexión y cortante de la figura 2).
- Evaluar la carga máxima aplicada en las ruedas del vehículo en el peor (véase el paso 1.1).
- Calcular las fuerzas de las reacciones (carga máxima
) en el resorte aprovecha extremos, teniendo en cuenta el brazo de suspensión. - Definir el apoyo y puntos de la hoja del resorte basado en sus puntos de anclaje al chasis del vehículo y la suspensión de los de carga.
- Determinar los diagramas de flexión y cortante, la ballesta de modelado como una viga de flexión de cuatro puntos con una carga máxima igual aplicada en los extremos (peor escenario).
- Evaluar el desplazamiento máximo
de la hoja del resorte termina según la geometría de suspensión y el espacio permisible en el chasis del vehículo. - Seleccionar el material con la capacidad de almacenamiento de energía de la cepa específica más alta,
.
Aquí,
es la tensión admisible, 
es el módulo elástico, y 
es la densidad.- Como de flexión es la carga dominante de la ballesta (la carga del esquileo es uno o dos órdenes de magnitud más baja), mantener la resistencia a la fatiga del material como .
- Para materiales ortotrópicos compuestos, considere la fatiga como la resistencia del FRP en la dirección principal (dirección de la fibra) de flexión .
- Como de flexión es la carga dominante de la ballesta (la carga del esquileo es uno o dos órdenes de magnitud más baja), mantener la resistencia a la fatiga del material como
- Expresiones de diseño la forma de ballesta y laminado, para maximizar su energía específica, capacidad de almacenamiento.
Nota: El resorte sección debe ser modelado para que el estado de tensión máxima admisible se produce a lo largo de la ballesta.- Centrarse sólo en el diagrama de plegado de la figura 2. La carga del esquileo es uno o dos órdenes de magnitud menor. Basándonos en esto, dividir la ballesta en dos tipos de sectores: entre los dos soportes (
) y entre los soportes y los extremos de la ballesta (
). - A lo largo de , mantener la carga flexión constante y en su máximo; por lo tanto, también mantenga la sección transversal constante.
- A lo largo de , aumentar la flexión carga linealmente desde el punto de aplicación de carga en el soporte; por lo tanto, la altura de sección transversal
debe satisfacer la siguiente ecuación para mantener la tensión 
constante en la superficie externa de la ballesta, a lo largo de toda su longitud.
Aquí,
es la distancia desde el punto de aplicación de la carga máxima 
y 
es el ancho de la sección transversal. La fórmula sugiere que a lo largo de la palmo, altura de sección transversal de la ballesta 
deben ser afilados con un perfil parabólico. Sin embargo, por razones de la práctica del proceso, aproximado de Perfil de altura del resorte plano con uno lineal.
Nota: Mantenga constante para evitar la interrupción de la fibra durante el proceso de laminación, que reduce la fuerza de las láminas compuestas. - Debido a flexión es superior a la carga del esquileo, utilice un sándwich con un núcleo cónico linealmente de 0-90 tela FRP para resistir cargas de cizalla y confieren rigidez torsional a la ballesta y capas de FRP unidireccional orientada con la ballesta eje principal para contrastar la carga de flexión. Las capas exteriores tienen un espesor constante para evitar discontinuidades geométricas en la mayor zona tensionada.
- Centrarse sólo en el diagrama de plegado de la figura 2. La carga del esquileo es uno o dos órdenes de magnitud menor. Basándonos en esto, dividir la ballesta en dos tipos de sectores: entre los dos soportes (
- Obtener la resistencia a la tracción, compresión, flexión y resistencia de los materiales seleccionados de FRP al corte. Su valor puede encontrarse en las fichas técnicas o mediante una prueba basada en las normas ASTM (opción preferida).
- Optimizar las dimensiones geométricas del resorte por medio de un modelo analítico.
Nota: La función objetivo es minimizar la masa cumpliendo a las limitaciones impuestas; por lo tanto, mantener una carga máxima con una desviación igual a y mantener las tensiones inferiores a las admisibles para el material.- Restringir la condición de la deflexión máxima para una carga máxima especificada .
Aquí,
es un valor pequeño insertado por razones de convergencia. Conceptualmente, la ballesta es un sándwich con un núcleo cónico en el región. Calcular la desviación 
en la carga , mediante el método de Castigliano.
Aquí,
y 
son la rigidez a la flexión de la ballesta a lo largo de y , respectivamente.
Aquí,
y 
son el módulo de elasticidad del núcleo y las capas exteriores, respectivamente,
es el espesor de la capa externa, y
es el espesor de la base.
- Restringir la condición de la máxima tensión de flexión:
(fatiga UD máxima tensión de flexión). Evaluar 
por medio de la teoría de Euler-Bernoulli.
- Restringir la condición de la base máxima y tensiones de esquileo capa externa:
(tensión de esquileo máxima base fatiga) 
(base máxima fatiga tensión de esquileo). Evaluar 
y 
por medio de la teoría de Euler-Bernoulli24.
- Utilizar la masa del resorte como función objetivo a minimizar.
Nota: Los parámetros geométricos que pueden variar son:
, , y . Si lo permite el diseño de los puntos de anclaje al marco, y puede también considerarse como variables, si se respeta la siguiente restringir:
- Resolver el problema de manera iterativa o por medio de algoritmos de optimización, que se puede encontrar integrado en varios programas de software computación numérica.
- Restringir la condición de la deflexión máxima
- Realizar una simulación de la FE de la ballesta optimizado en Pre/Post compuesto de Ansys (ACP). El objetivo es evaluar la concentración de tensiones y cargas del hacia fuera-de-plano.
- Drenaje, como una superficie, la geometría de CAD de sólo una cuarta parte de la ballesta, con la superficie dividida en correspondencia con las variaciones de punto y ponen-para arriba de soporte.
- Cree un nuevo proyecto de simulación en ANSYS Workbench. Seleccione ACP (Pre) (en el menú herramientas ), arrastrando en el espacio de trabajo.
- Definir las propiedades del material haciendo clic en Datos de ingeniería. Seleccionar fuentes de datos de ingeniería y las importaciones de los materiales compuestos carpeta carbono UD y tejidos preimpregnados propiedades de los materiales por defecto, haciendo doble clic en ellos. Actualización de las constantes de material en las tres direcciones principales con los disponibles en la hoja de datos material u obtenidos de resultados experimentales.
- Importar la geometría mientras que mantiene el enlace con CAD haciendo clic derecho en geometría y en geometría de importación. Importar en el formato nativo de CAD.
- Haga doble clic en el modelo. Asignar un espesor arbitrario de superficie. Definir las zonas de diseño diferentes utilizando la función de Selección llamado (clic derecho en el modelo y luego en Insertar). Generar la malla por defecto pulsando en malla y luego en generar malla.
- En el Banco de trabajo, Abra ACP – Pre haciendo doble clic en configuración.
- Definir propiedades de las capas de la carpeta del menú de Datos de Material . Seleccione Crear tela haciendo clic derecho en telas; Luego, definir el Material y asignar el prepreg grueso. Seleccione crear Sub laminados haciendo clic derecho en Sub laminados y definir la secuencia de apilamiento el laminado.
- Definir el sistema de coordenadas locales del elemento en la carpeta de menú de rosetas según la dirección principal del proceso de laminación (principal resorte eje).
- Orientar las coordenadas locales de los elementos de la FEM en la carpeta de menú Orientado a sistema de selección por definir para cada elemento establece (previamente definido en el paso 2.7.5) un punto de origen arbitrario y las rosetas en paso 2.7.8.
- Definir el diseño basado en los resultados obtenidos en el proceso de optimización de paso 2.7. Haga clic en Grupos de modelado y seleccione capas de crear. Definir el Conjunto de selección orientado al material de la capay el Número de capas. Repita para cada grupo de repetición de capas.
Nota: Siga el mismo orden de apilamiento del proceso de laminación. - En Banco de trabajo, arrastre análisis estructural estático (en el menú herramientas ) en el espacio de trabajo. Luego, arrastre \Setup ACP (Pre) sobre los structural\Model estáticos y seleccione transferencia de datos de compuestos sólidos. Haga doble clic en Structural\Setup estática.
- Aplicar la simetría y restringir la condición de frontera. Haga clic en Estática estructural y seleccione Insert\Displacement. Seleccione el borde o la superficie de la geometría y el desplazamiento se establece en 0 para la dirección de la componente correspondiente.
- Aplique la fuerza siguiendo el mismo procedimiento del paso 2.7.12.
- Resolver el modelo FEM como elástico lineal haciendo clic en Solve.
- Evaluar el desplazamiento máximo
) de la hoja del resorte haciendo clic derecho en la solución y selección de Insert\Deformation\Directional. Si es baja, volver a paso 2.7.10 y aumentar el número de las capas externas de la UD; Si es más alto, reducirlo. - En Banco de trabajo, arrastre ACP (Post) (en caja de herramientas) el ACP (Pre) \Mode. A continuación, arrastre Static\Structural solución \Results ACP (Post). Haga doble clic en \Results ACP (Post).
- Haga clic derecho sobre la carpeta de menú de definición y seleccione como criterio de fracaso Hashin 3D.
- Haga clic en la carpeta de menú de soluciones y seleccione Crear fracaso.... Seleccione Hashin y marque Mostrar en sólidos.
- Compruebe si los criterios de fracaso están siempre por debajo de uno. Si no, vuelva al paso 2.7.7 y aumentar el número de capas en la zona identificada como crítica, orientándolas según sea necesario.
- Escribir el libro de capas.
- Probar un modelo escalado del resorte hoja diseñada.
- Diseño, mediante el modelo analítico de paso 2.7, un 1/5-a 1/10-escala de resorte, ajuste la capas externas y el espesor de la base para tener la misma relación entre flexión y cizallamiento estrés del componente real y una curvatura similar para la carga máxima.
- Laminado el resorte escala.
- Prueba con un accesorio de prueba flexión ordinaria de cuatro puntos.
- Analice la carga máxima y desplazamiento y el modo de falla.
- Optimizar el diseño de la hoja del resorte basado en las conclusiones de la prueba experimental.
- Fabricar el resorte plano optimizado.
) en el resorte aprovecha extremos, teniendo en cuenta el brazo de suspensión.
de la hoja del resorte termina según la geometría de suspensión y el espacio permisible en el chasis del vehículo.
.
es la tensión admisible, 
es el módulo elástico, y 
es la densidad.
) y entre los soportes y los extremos de la ballesta (
).
debe satisfacer la siguiente ecuación para mantener la tensión 
constante en la superficie externa de la ballesta, a lo largo de toda su longitud.
es la distancia desde el punto de aplicación de la carga máxima 
y 
es el ancho de la sección transversal. La fórmula sugiere que a lo largo de la 
deben ser afilados con un perfil parabólico. Sin embargo, por razones de la práctica del proceso, aproximado de Perfil de altura del resorte plano con uno lineal.
es un valor pequeño insertado por razones de convergencia. Conceptualmente, la ballesta es un sándwich con un núcleo cónico en el 
en la carga 
y 
son la rigidez a la flexión de la ballesta a lo largo de 
y 
son el módulo de elasticidad del núcleo y las capas exteriores, respectivamente,
es el espesor de la base.
(fatiga UD máxima tensión de flexión). Evaluar 
por medio de la teoría de Euler-Bernoulli.
(tensión de esquileo máxima base fatiga) 
(base máxima fatiga tensión de esquileo). Evaluar 
y 
por medio de la teoría de Euler-Bernoulli24.
, 
) de la hoja del resorte haciendo clic derecho en la solución y selección de Insert\Deformation\Directional. Si es baja, volver a paso 2.7.10 y aumentar el número de las capas externas de la UD; Si es más alto, reducirlo.3. full-Frontal accidente prueba simulación
Figura 3: geometría crucero. Esta figura muestra la forma general y las dimensiones del vehículo. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
- Dibujar la geometría del vehículo (figura 3).
- Crear y nombrar un nuevo proyecto de parte del CAD software de modelado.
- Partes sólidas de modelo utilizando los recursos de extrusión, revolución, barridoy Loft para garantizar el pleno contacto entre partes de diferentes vehículos (como chasis, asientos, jaula del rodillo). Cuando sea necesario, haga clic en la pestaña superficie, Geometría de referenciay plano para dibujar un plano de referencia.
- Repita el paso 3.1.2 hasta que la geometría se completa con monocasco, puertas, rodillo de jaula, asientos, batería, ruedas, llantas, ejes de rueda, brazos de suspensión, ballestas, manejo sistema y barrera sólido rígido (2 x 2 m).
- Explotar la simetría bilateral para optimizar cálculos y usar un modelo del coche medio. En la pestaña de utilidades , haga clic en Simetría Compruebe y seleccione el comando Split simetría automática . Luego, pinchamos en la parte del cuerpo que se mantendrá y confirme haciendo clic en la Parte de Split.
- Convertir los cuerpos sólidos en las superficies: seleccione las caras relacionadas con el espesor de los cuerpos y haga clic en la ficha de superficies y, después, en Eliminar.
- Haga clic en Guardar como y seleccionar el formato de STP .
- Configurar y realizar la simulación.
- Crear y nombrar un Nuevo proyecto en el software de simulación de elementos finitos de ANSYS Workbench.
- Arrastre de la caja de herramientas - sistemas de análisis para el mismo proyecto una ventana Dinámica explícita . Haga doble clic en Datos de ingeniería y añadir nuevos materiales, arrastrando sus propiedades es necesarios desde el árbol de la caja de herramientas e insertando los valores obtenidos en la sección 1 del presente Protocolo, nombrando cada material por consiguiente.
- Haga clic derecho en geometría a la importación de geometría. Haga clic en examinar y seleccione el archivo STP generado en el paso 3.1.6.
- Haga doble clic en el modelo bajo Explícita dinámica para abrir el entorno de la modelo .
- Una vez dentro del entorno del modelo , haga clic derecho en geometría para insertar Punto de masa de elementos 3-d o en Sección de capa para los elementos 2-D, para definir masas concentradas o el laminado compuesto, respectivamente. Para cada componente de la geometría, el material adecuado y el grosor de las superficies deberían ser asignados bajo Detalle de materiales.
- Haga clic en modelo para insertar simetría - simetría región. El plano YZ de simetría define la simetría geométrica correcta en cuanto a los resultados futuros, dando condiciones de límite apropiadas.
- Para configurar correctamente las conexiones, puedes borrar todas las conexiones automáticas y dejar sólo Las interacciones de cuerpo, definido como sin fricción.
- En los detalles de la malla Método explícito (figura 4), soltar los nodos midside elementos y configurar la función de tamaño de curvatura con medio relevante centro. Configurar el tamaño de elemento máximo a 30 mm con un mínimo de 6 mm.
- Establecer el Número de CPU para procesamiento en la pestaña avanzado de la sección de acoplamiento en paralelo.
- Ajuste la velocidad como una condición inicial bajo el árbol de Las condiciones iniciales de la ficha Dinámica explícita .
- Establecer las condiciones de límite de restricción haciendo clic en la ficha Dinámica explícita , seleccionando Insertary escoger Soporte fijo para definir la barrera rígida y Desplazamiento fijo para evitar que la rueda se mueve en el eje z.
- Análisis de configuración, configurar los controles en términos de Tiempo del final (a 0,3 s) y Número máximo de ciclos (a 2.5 x 105), los insumos necesarios para obtener la velocidad y la energía cinética (igual a cero).
- En solución, haga clic en Información de solución para insertar – Total - cinético de la energía interna para el seguimiento de estos resultados. En el otro lado, en Información de la solución, Solución de salida pueden ser rastreados en términos de Energía Resumen, Incremento de tiempoy Ahorro de energía.
- Haga clic en resolver y analizar el resultado en términos de deformación Total, estrés, tensión, Total, interna y energía cinética y aceleración.
Figura 4: acoplamiento de los elementos finitos aplicado al modelo de vehículo medio. Esta figura muestra la discretización del modelo, hecho de en la mitad del vehículo debido a la simetría. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Representative Results
Lay del chasis principal: El resultado final del protocolo es la secuencia de laminación, también llamada el libro de capas. Sin embargo, mientras que las distribuciones de carga y los diagramas de la fuerza de corte y momento flector se pueden determinar por consideraciones de simple mecánica de sólidos, un punto clave del protocolo es la evaluación de las propiedades del material reales. De hecho, aunque muchas de las cantidades requeridas por el diseñador estructural pueden encontrarse en la hoja de datos material, la fase de fabricación y la interacción con otros materiales pueden cambiar la respuesta mecánica de las materias primas. En esta sección, se muestran el montaje experimental para la flexión de tres puntos y las pruebas ILSS (ver figura 5). De estas pruebas, es posible evaluar la resistencia a la flexión de las laminas de sandwich y encuentra un límite más bajo de la resistencia al corte de la base de Nomex; curvas de tensión-desplazamiento representativos se muestran en la figura 6 para dos orientaciones diferentes de un tejido laminadas. Por otra parte, la ILSS es crítico para determinar la resistencia a la delaminación en los bordes del chasis, donde el sándwich se convierte en un laminado.
Figura 5: ensayos mecánicos. Estos paneles muestran pruebas mecánicas de (A) los tres puntos de flexión y (B) la ILSS. Se muestran la forma de la muestra y las condiciones de carga. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 6: resultado típico de las pruebas de flexión de tres puntos. Estos paneles muestran los resultados típicos de una prueba de flexión de tres puntos para (A) [0/90]n capas y capas (B) [± 45]n . Calculada a partir de la carga las tensiones se miden por la célula de carga y el desplazamiento se mide por el transductor en la máquina de prueba. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
En la figura 7, se muestran las secuencias de laminación, definidas por sectores sobre el molde de chasis. La especificación detallada de las secuencias de laminación se enumera en la tabla 1. La tabla se divide en las tres fases del proceso de curado de autoclave que se realizan en secuencia, a partir de la lámina exterior, entonces el núcleo de Nomex y los pegamentos y finalmente la lámina interna.
Figura 7: resultado del proceso de diseño. Cada zona se caracteriza por un laminado diferentes. Los números y los colores definen las diferentes regiones en que se divide la estructura del chasis, ver tabla 1. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
| Fase 1 | ||||
| p = 6 bar; t = 2 h; T = 135 ° C | ||||
| Seq. | Sector | Ángulo de | n ° | Material |
| P 1.1 | Global | + 45 ° | 1 | T800 Satén |
| P 1.2 (reinf) | 1 | 0° | 1 | UNI M46J |
| 2 | 90° | 1 | UNI M46J | |
| 3 | + 45 ° | 1 | UNI M46J | |
| 1B | 0° | 1 | UNI M46J | |
| 1.3 P (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 | T800 Satén |
| D | 90° | 3 | UNI M46J | |
| D | 0° | 1 | T800 Satén | |
| D | 0° | 3 | UNI M46J | |
| P 1.6 | Global | 0° | 1 | T800 Satén |
| Fase 2 | ||||
| p = 1,5 bar; t = 2 h; T = 1110 ° C | ||||
| P 2.1 | Global | / | 1 | Película adhesiva |
| 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 | Película adhesiva |
| Fase 3 | ||||
| p = 6 bar; t = 2 h; T = 135 ° C | ||||
| P 3.1 | Global | 0° | 1 | T800 Satén |
| 3.2 P (reinf) | D | 0° | 3 | UNI M46J |
| D | 0° | 1 | T800 Satén | |
| D | 90° | 3 | UNI M46J | |
| D | 0° | 1 | T800 Satén | |
| 3.3 P (reinf) | A, D | 90° | 2 | UNI M46J |
| A, D, C | 90° | 1 | UNI M46J | |
| B | 0° | 2 | UNI M46J | |
| 3.4 P (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 | T800 Satén |
Tabla 1: secuencia de laminación del chasis. Esta tabla muestra la especificación de la ponen-para arriba para las diferentes áreas del chasis, definido en la figura 7. Se divide en tres fases diferentes de la laminación que se realizan en secuencia.
Una vez determinada la estructura del chasis, se agrega una jaula del rodillo de titanio según normas de la carrera20, y se ejecutan pruebas numéricas específicas para verificar la resistencia del vehículo en su conjunto y, sobre todo, la ausencia de intrusión de no estructurales partes hacia los ocupantes. En la figura 8, se muestran las direcciones de la carga estática equivalente al impacto, y en la figura 9 el desplazamiento correspondiente pueden evaluarse mapas. En esta fase, sólo una geometría esquemática se utiliza para el cálculo, mientras que la geometría completa se utiliza para la verificación final de crash test.
Figura 8: las direcciones de carga estática equivalente de Crash. Según el Reglamento, la estructura del vehículo es cargada por una fuerza estática equivalente a g 6 veces la masa total en las direcciones que se muestra en la imagen. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 9: mapa de los desplazamientos computados. Esta figura muestra un ejemplo de los desplazamientos en los casos definidos en la figura 8. El desplazamiento debe ser inferior a 25 mm en cualquier región en la proximidad de los ocupantes. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Ballesta: El resultado del protocolo es la optimización de un resorte plano transversal compuesto con capacidad anti-roll. Su diseño tiene que cumplir diversos requisitos específicos: una tensión por debajo del material permitido para la carga máxima, una rigidez específica y un peso mínimo. Para cumplir todos estos requisitos, se presenta un modelo analítico de la optimización. Gracias al modelo, es posible obtener rápidamente la geometría óptima y Lay conceptual. La exactitud del modelo ha sido verificada por el método de elementos finitos y una prueba experimental de un resorte de hoja 1/5-escala. El resorte plano escala es doble-apoyado en el centro (que se extiende 100 m m) y cargado en los extremos correspondientes a los agujeros (que cubren 190 mm) con 1.000 N para cada lado. La geometría optimizada y capas-libro de la ballesta se divulgan en la figura 10 y cuadro 2, respectivamente.
Figura 10: muestra optimizada de la geometría de la ballesta. Esta figura muestra la geometría de la escala ballesta que es probado y fractura para validar el modelo numérico. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
| Curado de autoclave | |||||
| p = 6 bar; t = 2 h; T = 135 ° C | |||||
| Seq. | Sector | Ángulo de | n ° | Espesor | Material |
| mm | |||||
| Termina 10 | Termina 10 | 0° | 1 | 0.23 | T300 TW 200g/m ^ 2 |
| Los 200 | Los 200 | 0° | # | 1 | T1000 UD 100gm/m ^ 2 |
| 125 centro | 125 centro | 0° | 1 | 0.23 | T300 TW 200g/m ^ 2 |
| 175 centro | 175 centro | 0° | 1 | 0.23 | T300 TW 200g/m ^ 2 |
| Los 200 | Los 200 | 0° | 1 | 0.23 | T300 TW 200g/m ^ 2 |
| 175 centro | 175 centro | 0° | 1 | 0.23 | T300 TW 200g/m ^ 2 |
| 125 centro | 125 centro | 0° | 1 | 0.23 | T300 TW 200g/m ^ 2 |
| Los 200 | Los 200 | 0° | # | 1 | T1000 UD 100gm/m ^ 2 |
| Termina 10 | Termina 10 | 0° | 1 | 0.23 | T300 TW 200g/m ^ 2 |
Tabla 2: secuencia de laminación de la ballesta. Esta tabla muestra la especificación de la ponen-para arriba para las diferentes áreas de la ballesta.
Según el modelo analítico, el resorte debe tienen un desplazamiento máximo de 12,2 mm y desarrollar un máximo tensión de 970 MPa, constante entre los dos soportes centrales de flexión.
Se realizó análisis de elementos finitos como se describe en paso 2.7 del protocolo y los resultados se reportan en la figura 11. La tensión en la dirección principal 
en la superficie externa de la hoja del resorte a lo largo de su eje principal se traza en el gráfico. Es casi igual a 922 MPa y constante entre la luz y, luego, disminuye linealmente hacia el punto de aplicación de carga. A pesar de está muy por debajo de la tensión máxima de compresión del material (1.450 MPa), el criterio de falla de Hashin 3D graficados en la figura 10 muestra una zona con un índice de falla superior a 1, que es causada por la falta de fibra (resaltada en rojo) y es asociados a un cambio abrupto de la geometría en el UD exterior capas de capas, causadas por interrupción de la base. Todo el tiempo, el desplazamiento calculado por el FEM en el punto de aplicación de carga es de 12,8 mm.
Figura 11: simulación numérica de flexión en el modelo de elemento finito resorte. Esta figura muestra los resultados de la Simulación FEM en el resorte escala en cuanto al índice de fracaso de Hashin y tensión principal máxima. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Para verificar la fiabilidad de los modelos analíticos y numéricos, según lo sugerido por el procedimiento, el resorte escala tiene que ser probado experimentalmente. Los resultados, divulgados en el gráfico de la figura 12, muestra una carga máxima antes de rotura de 1.980 N (990 N para cada lado), con un desplazamiento máximo de 15,1 mm. Por lo tanto, en términos de desplazamiento máximo, el modelo analítico y numérico subestimarlo de -19% y -15%, respectivamente. Curiosamente, la situación de daño y modo de falla observada en el espécimen de prueba (figura 11) de acuerdo con los resultados del modelo numérico.
Figura 12: flexión prueba experimental en un modelo de escalado de la ballesta de cuatro puntos. Esta figura muestra la curva de puesta en marcha y carga-desplazamiento de prueba para la ballesta escala. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Crash Test: Análisis de elementos finitos pueden producir resultados realistas para ayudar a ingenieros a comprender el comportamiento del vehículo bajo escenarios diferentes crash. En lugar de ejecutar las condiciones de la vida real, es más eficiente y rentable para simular accidentes de coche usando software comercial como ANSYS. Estos resultados son un ejemplo de cómo estas simulaciones pueden contribuir a la comunidad de Ingeniería Automotriz.
El modelo de elementos finitos discretizada del coche presenta una serie de elementos y nodos de 79950 y 79822, respectivamente. Como condición inicial, adoptado una velocidad de impacto a 60 km/h, donde la energía cinética del vehículo disminuyó en aproximadamente 0,3 s (figura 13), se convierten en contacto y energía interna dentro de la estructura del coche.
Figura 13: Crash test gráficos de energía. Estos paneles muestran lo crash test de cartas de energía de la energía cinética de (A) y (B) interior de la energía. Las cartas representan flujos de energía típico durante un evento de colisión. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Del mapa de estrés muestra en la Figura 14A, puede evaluarse el estado de la integridad del vehículo. Esto es de suma importancia para determinar el posible daño a la seguridad de los pasajeros, como sería en el caso de una barra jaula potencialmente aflojado, desprendimiento de asientos o incluso un desplazamiento de la barra de dirección hacia el conductor. Los desplazamientos más destacados en el caso que se muestra en la Figura 14B se componen dentro de la gama de 95 mm y se producen tanto en la parte delantera del coche, debido a la descarga y en las barras de la jaula de rollo que se unen a los asientos.
Figura 14: contornos típicos de tensión equivalente máxima y máximo desplazamiento durante un test de choque frontal Estos paneles muestran estrés (A) el equivalente y (B) el desplazamiento. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Discussion
De la tabla 1, es posible notar que las láminas individuales no son simétricos, mientras que el sándwich entero es. Esto es debido a la necesidad de que tanto el menor número de capas, el tecnológico mínimo y las propiedades mecánicas deseadas.
Por un lado, la sección marcada como 1/1b, 2, 3 en la figura 7 es responsable de las propiedades mecánicas en general, siendo la orientación de la capas de refuerzo de alta resistencia unidireccional la principal diferencia entre ellos. En el otro lado, las secciones marcan como A, B, C y D son modificados para tener en cuenta las cargas concentradas de los sistemas de suspensión y asientos de los pasajeros, debido a la presencia de las ballestas.
El modelo de elementos finitos utilizado para el análisis del chasis compuesto se basa en una topología de shell. Los elementos Shell son una opción adecuada para reproducir estructuras, ya que tienden a capturar la flexión rigidez de los cuerpos de paredes delgadas con substancialmente más simples mallas de elementos sólidos. Por otra parte, recurrir a shell continuo o elementos sólidos debe considerarse al modelado de estructuras sándwich grueso o áreas con gradientes de tensión escarpada; una discusión comparativa de elementos shell shell y continuo se proporciona24,25.
El objetivo principal del análisis estático es comprobar que la rigidez y la fuerza de la estructura cumplen los requisitos. Requisitos de rigidez se aplican directamente, asegurando que la deformación del vehículo bajo cada hipótesis de carga es dentro de los límites de las normas (es decir, ninguna parte del vehículo penetra en la sala de los ocupantes). Evaluación de la fuerza de la estructura se basa en la evaluación de daños de Hashin26 de las capas compuestas; es decir, parámetros de Hashin deben ser estrictamente menor que 1. Como modos de dañar contribuyan al fracaso global del compuesto laminado, el uso de criterios de daño acumulativo (por ejemplo, de Hashin) se recomienda; criterio de la tensión máxima podría ser adecuado para componentes metálicos.
La literatura ha propuesto varias soluciones para la optimización del diseño de peso ligero compuesto de ballestas, pero la mayoría de ellos Conecte solamente una sola rueda27,28 (sin capacidad de recarga) o sólo es adecuada para el molde de la infusión tecnología (doble cónica)29. El diseño de la ballesta que aquí se presenta es limitados a priori por el prepreg de proceso, que no permite una solución de diseño cónico doble garantiza fiabilidad y alta resistencia material que lamina.
El aspecto innovador de la ballesta es la integración funcional de los dos componentes en uno (el muelle y la barra de recarga) y la principal ventaja es la reducción de la masa. Además, gracias al modelo analítico propuesto, es posible reducir la masa y obtener la geometría óptima rápido para el sistema de carga máxima y el desplazamiento.
Las tensiones locales y fuera de él que no puede ser apreciada por el modelo analítico, son evaluados por el método de elementos finitos, y el resorte plano compuesto capas solo se modelan con elementos de ladrillo. Esta solución es computacionalmente más pesada que el uso de conchas pero permite, en combinación con Hashin, criterios de fallo 3-d para predecir delaminación causaron por cargas fuera de plano, que es un aspecto crítico del diseño de resorte. Finalmente, los modelos analíticos y numéricos para el diseño de la hoja del resorte han sido validados por una prueba experimental de un resorte de hoja de escala.
Con respecto a la prueba del desplome, el relativamente elevado desplazamiento de la jaula del rodillo, aunque no representa un motivo de preocupación, se atribuye principalmente a la disposición de la barra frontal. Su forma noncurved y la forma aguda en la que se coloca, sin curvas y en un ángulo agudo con la dirección del impacto, es responsable de transferir la mayor parte de la energía que debe ser absorbida por el chasis a la jaula del rodillo, que tiene un distinto objetivo estructural . Por esta razón, la jaula del rodillo es empujada a la parte posterior del vehículo, provocando un estrés elevado en sus regiones de fijación a los asientos. Es importante hacer notar que, a pesar de cualquier seguridad características que podrían mejorarse potencialmente, la deformación mínima del monocasco y el hecho de que ningún componente penetrado, perforado otros dejan claro que el diseño del vehículo se considera seguro en cuanto a su resistencia a los golpes.
Por lo tanto, el diseño estructural del vehículo en su conjunto se considera que han sido optimizados en cuanto a uso de material, donde el cálculo extenso demostrado en el protocolo es esencial para el diseño de un monocasco y las ballestas que fueron diseñadas para ser luz y presentar un mayor rendimiento mecánico. Además, a través de un bloqueo numérico prueba de simulación, la estructura del vehículo demostró que es capaz de soportar con éxito el impulso inferido por un impacto frontal completo teniendo en cuenta la velocidad media del coche en su óptima eficiencia energética.
Disclosures
Los autores no tienen nada que revelar.
Acknowledgments
Los autores queremos agradecer a todos los miembros de la Asociación del deporte de Onda Solare (www.ondasolare.com) por su apoyo esencial y Marko Lukovic quien fue el diseñador de estética del crucero. Esta actividad de investigación se realizó con el apoyo financiero de la Unión Europea y de la región de Emilia-Romagna, dentro de la FESR POR 2014-2020, eje 1, investigación e innovación.
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
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