Мы, команда MUR Motorspots, стали призерами австралийской гонки Formula SAE 2015 года и надеемся и далее повторять высокие достижения. При разработке модели 2016 года мы сделали ставку на добавление аэродинамического обвеса и уменьшения веса автомобиля. По результатам моделирования заезда именно эти два фактора показались нам наиболее важными для победы. Для эффективного управления и оптимизации процесса проектирования практически для всех задач, решаемых нашими рабочими группами, мы использовали программное обеспечение для моделирования ANSYS.
MUR Motorsports – это студенческая команда Мельбурнского университета, которая участвует в формуле SAE каждый год. В работе команды задействованы студенты инженерных специальностей из области механики и электротехники, которые на протяжении года разрабатывают и строят один автомобиль на электрической тяге и один автомобиль с двигателем внутреннего сгорания. Над каждой машиной трудятся примерно 25 старшекурсников, а также более 25 студентов младших курсов, которые получают важные практические навыки и становятся ядром команды в следующие годы.
Даже с использованием современных программ для CFD расчётов (computational fluid dynamics – вычислительная гидрогазодинамика) создание сбалансированного аэродинамического обвеса, обеспечивающего высокую прижимную силу – очень долгий процесс. Решение этой задачи вручную находится на грани невозможного. В 2016 году рабочая группа, занимающаяся вопросами аэродинамики, с помощью ANSYS Fluent выполнила моделирование обтекания автомобиля при различных условиях эксплуатации. Простота использования Fluent позволила команде смоделировать как прямое обтекания, так и условия обтекания с учётом вертикального движения автомобиля и движения по скольжением. Эти работы обеспечили создание достаточной прижимной силы при различных условиях, что так необходимо для полной уверенности водителя. Использование Fluent позволило коллективу проработать различные варианты обвеса и найти самое оптимальное решение с учётом имеющихся ограничений по времени и вычислительным возможностям.
Ещё одним вызовом для нашей команды стало изменение двигателя. Это значило, что нам придется переделать имеющуюся инфраструктуру, в частности динамометрический стенд, в котором потребовалось изменить узлы крепления двигателя. Учитывая, что внедрение и испытание новых разработок представляет значительный риск с точки зрения повреждения оборудования из-за вибрации, мы использовали ANSYS Mechanical для определения опасных частот вибрации и зон конструкции. Это помогло разработать конструкцию, выдерживающую самые жесткие условия эксплуатации.
Исторически сложилось, что MUR Motorsports в основном разрабатывала стальные пространственные рамы шасси, для расчёта и проектирования которых подходят практически любые коммерческие программы, основанные на методе конечных элементов. Из-за значительного увеличения использования углепластика в конструкции возникла необходимость в более сложном программном обеспечении. Это особенно актуально для монококовой углепластиковой конструкции, которая стала основным силовым элементом в обновленной конструкции. Благодаря использованию в расчёте на прочность специализированного модуля для работы с композиционными материалами ANSYS Composite PrepPost (ACP) рабочая группа, занимающейся разработкой шасси, смогла моделировать монокок единой многослойной оболочкой, а не тратить усилия на создание множества слоёв в геометрической модели.
При разработке монокока из композиционного материала необходимо вычислить напряжения от действующих нагрузок и дать оценку прочности каждого слоя углеродного волокна. Модуль АСР позволяет работать с локальными напряжениями в каждом конкретном слое. Использование встроенных в ACP специализированных критериев разрушения позволяет облегчить задачу выбора порядка и количества слоев композита с целью уменьшения веса конструкции при соблюдении условий прочности.
Если вы хотите узнать о нашей команде больше – заходите на наш сайт, смотрите наши странички в Facebook и Twitter, и Instagram!
Автор: MUR Motorsports Team
Источник: http://www.ansys-blog.com/mur-motorsports-ansys-simulation/
