“Σχεδιασμός μονοθέσιου αγωνιστικού οχήματος προδιαγραφών Formula SAE”

Πατηνιώτης, Σταύρος; Patiniotis, Stavros

dc.contributor.author	Πατηνιώτης, Σταύρος	el
dc.contributor.author	Patiniotis, Stavros	en
dc.date.accessioned	2016-03-17T11:07:22Z
dc.date.available	2016-03-17T11:07:22Z
dc.date.issued	2016-03-17
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/42173
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.10583
dc.rights	Default License
dc.subject	Αγωνιστικό μονοθέσιο	el
dc.subject	Σχεδιασμός πλαισίου	el
dc.subject	Αλουμινένιο σάντουιτς	el
dc.subject	Φοιτητικοί διαγωνισμοί	el
dc.subject	Πεπερασμένα στοιχεία	el
dc.subject	Formula student	en
dc.subject	FEA	en
dc.subject	Chassis design	en
dc.subject	Aluminum monocoque	en
dc.subject	Racecar	en
dc.title	“Σχεδιασμός μονοθέσιου αγωνιστικού οχήματος προδιαγραφών Formula SAE”	el
dc.title	“Design of a single seated racecar for Formula SAE competition”	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Κατασκευή οχημάτων	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2015-10-19
heal.abstract	Στόχος της εργασίας είναι ο σχεδιασμός και η μελέτη, μέρους πλαισίου αγωνιστικού μονοθέσιου τύπου Formula Student. Το formula student είναι ένας διαπανεπιστημιακός διαγωνισμός, οπού φοιτητές καλούνται να σχεδιάσουν και να κατασκευάσουν, ένα πλήρως λειτουργικό αγωνιστικό μονοθέσιο, στα πλαίσια πάντα των κανονισμών που θεσπίζουν οι διοργανωτές. Κανόνες οι οποίοι εστιάζουν στην ασφάλεια του οδηγού, αλλά αφήνουν κατά τα άλλα το πεδίο ελεύθερο για τους διαγωνιζόμενους να αναπτύξουν νέες ιδέες. Το πλαίσιο το οποίο θα σχεδιάσει η ομάδα αποτελείτε από τρία βασικά μέρη. Ένα εμπρόσθιο, το οποίο αποτελεί το cockpit του οδηγού, εδράζετε σε αυτό η μπροστινή ανάρτηση και θα είναι κατασκευασμένο από αλουμινένιο sandwich. Ένα μεσαίο ατσάλινο χωροδικτύωμα, που συγκρατεί τον κινητήρα και ένα πίσω από πλάκες αλουμίνιο κομμένες σε CNC φρέζα, που συγκρατεί την πίσω ανάρτηση και την μετάδοση του οχήματος. Σε αυτή την εργασία ασχοληθήκαμε με το εμπρόσθιο μέρος του πλαισίο-παρόμοιου είδους κατασκευή μπορεί να δει κανείς σε Formula1 μονοθέσια πριν από το 1980. Ξεκινώντας από τον σχεδιασμό, υπήρξαν πολλοί περιορισμοί που λάβαμε υπόψιν. Αρχικά μελετήσαμε την ιδανική θέση του οδηγού που πρέπει να ικανοποιεί και τον οδηγό αλλά και την απαίτηση για χαμηλό κέντρο βάρους. Έπειτα, κάνοντας πρόβλεψη για το βάρος των κύριων τεμαχίων του οχήματος, τοποθετήσαμε του άξονες στην ανάλογη απόσταση από τον οδηγό και τον κινητήρα, για την επιθυμητή κατανομή. Οι κανονισμοί, επίσης επιβάλουν κάποιους χωρικούς περιορισμούς για το cockpit, αλλά και για την αντοχή του πλαισίου, με γνώμονα την ασφάλεια όπως αναφέραμε. Τέλος τα σημεία στο χώρο που θα τοποθετηθεί η ανάρτηση ήταν από τους σημαντικότερους περιορισμούς. Στο τμήμα της μελέτης πραγματοποιήσαμε έναν αριθμό πειραμάτων, που μας βοήθησε αφενός να επιλέξουμε το είδος του sandwich που θα χρησιμοποιούσαμε ανάμεσα σε 2 υποψήφια και έτσι ολοκληρώσαμε τον σχεδιασμό. Έπειτα έγινε εξίσωση των αποτελεσμάτων του πειράματος, με την μέθοδο τον πεπερασμένων στοιχείων (ANSYS, Static Structural), έτσι ώστε να χρησιμοποιηθεί τελικά το σωστότερο μοντέλο για την μελέτη, ολόκληρου του πλαισίου. Έγινε υπολογισμός των φορτίσεων που καταπονούν το εμπρόσθιο κομμάτι μέρος, που αφορά τα 3 χειρότερα σενάρια, έχοντας σαν δεδομένα την μέγιστη επιτάχυνση που μπορούν να φέρουν τα ελαστικά αλλά και κάποιες επιδόσεις από αντίστοιχα μονοθέσια.	el
heal.abstract	The target of this thesis is to complete the mechanical design of a part of a single seated, Formula Student race car. Formula student is an interuniversity competition, in which all students asked to design and manufacture a fully functional single seat race car, within the framework of the rules laid down by the organization. The rules are focused on the driver’s safety, thus leaving a wide field of options for the contestants to develop new ideas The chassis that our team will design is constituted by three basic parts. The front, which contemplates the driver’s cockpit, where the front suspension is mounted and will be manufactured from aluminum Sandwich panels. The middle, a steel tubular space frame, where the engine is mounted and the rear subframe where the rear suspension and the drive train components are mounted, made by multiple aluminum plates, machined with CNC mill. In this thesis we dealt with the front part of the chassis, similar designs can be found in Formula 1 race cars, during the 80s There were many restrictions, we took into consideration, during the first steps of the design process. Finding the ideal position for the driver, which must satisfy the requirements for a low center of gravity and having no effect to the drivers ergonomics, was the first goal. Next, predetermining the mass of the main parts of the car’s assembly, we placed the driver and the engine, in the appropriate positions between the axles, in order to have the desired weight distribution. Formula Student Competition rules also impose space boundaries in the driver’s cockpit as well as in the strength of the chassis, having safety as a priority. Finally one of the most important restrictions is, having all the suspension parts mounted properly in order to work together. As part of the research, we undertook a series of laminate tests that enabled us to choose the final laminate lay out between two candidates, so we could finalize the design. The equalization of the results given the tests through Finite Element Analysis, had as a goal finding the most accurate material model, to be used to the final Finite Element Analysis of the chassis as a whole. The loads tha stress the front component were calculated based on the three worst case scenarios, considering the maximum acceleration forces the tires can handle and the real case performance of similar single seat race cars, at the competitions.	en
heal.advisorName	Κουλοχέρης, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Αντωνιάδης, Ιωάννης	el
heal.committeeMemberName	Προβατίδης, Χριστόφορος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Μηχανολογικών Κατασκευών και Αυτομάτου Ελέγχου. Εργαστήριο Οχημάτων	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	90 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true