Σχεδιασμός και κατασκευή του συστήματος ανάρτησης για ένα ηλεκτρικό μονοθέσιο Formula Student

• Κύριος συγγραφέας: Σπηλιόπουλος, Διονύσιος
• Άλλοι συγγραφείς: Spiliopoulos, Dionysios
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2021
• Θέματα: Σύστημα ανάρτησης; Δεδομένα ελαστικών; Ανάλυση ευαισθησίας; Ηλεκτρικά μονοθέσιΑ; Δυναμική οχήματος; Suspension system; Tire data; Sensitivity analysis; Electric racecars; Vehicle dynamics; Formula student; Formula Society of Automotive Engineers (FSAE)

Το Formula Society of Automotive Engineers (FSAE) είναι ένας φοιτητικός διαγωνισμός σχεδιασμού που διοργανώνεται από το SAE International. Οι συμμετέχοντες κατασκευάζουν και διαγωνίζονται με ένα μονοθέσιο, σε στατικά και δυναμικά αγωνίσματα με ομάδες πανεπιστημίων από όλο τον κόσμο. Ο στόχος είναι να συλλεχθούν όσο το δυνατόν περισσότεροι βαθμοί για να επιτευχθεί νίκη του διαγωνισμού με το μονοθέσιο UoP5eEvo, μια ανασχεδιασμένη και βελτιωμένη έκδοση του μονοθέσιου UoP5e. Το συγκεκριμένο μονοθέσιο διαγωνίστηκε σε διεθνής φοιτητικούς διαγωνισμούς Formula Student (FSAE) το έτος 2017, εκπροσωπώντας το Πανεπιστήμιο Πατρών και συγκεκριμένα το τμήμα Μηχανολόγων και Αεροναυπηγών Μηχανικών υπό την αιγίδα του εργαστηρίου συστημάτων παραγωγής και αυτοματισμού, Laboratory for Manufacturing Systems (LMS). Η παρούσα εργασία καλύπτει μια προτεινόμενη μέθοδο για τον περίπλοκο σχεδιασμό και την κατασκευή του συστήματος ανάρτησης ενός μονοθέσιου FSAE και την ανάπτυξη μιας σειράς εργαλείων δεδομένων ανάλυσης και δυναμικής οχήματος στο λογισμικό Matlab. Συχνά, σε ένα αρχικό στάδιο σχεδιασμού η ομάδα πραγματοποιεί αναλύσεις δυναμικής οχήματος σημειακής μάζας για επιλογή των πρώτων στόχων του οχήματος με ανάλυση ευαισθησίας σε όλα τα δυναμικά αγωνίσματα. Ο σχεδιασμός της ανάρτησης επηρεάζει σημαντικά τα περισσότερα υποσυστήματα του οχήματος και τους στόχους τους και έτσι πρέπει να αναπτυχθεί πρώτο. Έχοντας προσδιορίσει τις κυριότερες ευαισθησίες, πρέπει να γίνει η επιλογή ελαστικών. Αυτό πραγματοποιείται με σύγκριση δεδομένων από εμπορικά διαθέσιμα ελαστικά μέσω ειδικά αναπτυγμένου κώδικα στο Matlab. Τα δεδομένα αυτά έχουν συλλεχθεί από δοκιμές ελαστικών που πραγματοποίησε η κοινοπραξία «Tire Test Consortium» (TTC). Το επόμενο βήμα περιλαμβάνει την μοντελοποίηση των ελαστικών χρησιμοποιώντας την εξίσωση MF5.2 του Pacejka της οποίας οι συντελεστές προσεγγίζονται χρησιμοποιώντας και πάλι κατάλληλο κώδικα στο Matlab. Έπειτα ένας κώδικας για δημιουργία διαγραμμάτων Milliken Moment Diagram (MMD) δημιουργήθηκε ο οποίος χρησιμοποιήθηκε σε συνδυασμό με άλλους υπολογισμούς για τον ορισμό των κινηματικών στόχων της ανάρτησης. Έχοντας καθορίσει τους στόχους αυτούς, ένα λογισμικό ανάλυσης κινηματικών χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό των σημείων στον χώρο. Αυτή είναι μια επαναληπτική διαδικασία που απαιτεί ακριβές μοντέλο CAD για την ανάρτηση και τους περιορισμούς από την πλευρά του πλαισίου και έτσι η επικοινωνία μεταξύ των υποομάδων είναι κρίσιμη. Το τελευταίο βήμα είναι ο μηχανολογικός σχεδιασμός, η ανάλυση τάσεων και η κατασκευή των εξαρτημάτων, τα οποία καλύπτονται στην παρούσα εργασία.