Σχεδίαση και δυναμική ανάλυση πολλαπλών σωμάτων ανάρτησης οχήματος FSAE – Formula Student

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία αφορά τη μελέτη πραγματικού συστήματος ανάρτησης οχήματος Formula Student με τη μέθοδο δυναμικής ανάλυσης πολλαπλών σωμάτων. Ειδικότερα σχολιασμός για την σχεδίαση μια τέτοιας ανάρτησης με άνισα διπλά ψαλίδια με μοχλοβραχίονα και ωστήρα που μεταφέρει της δυνάμεις και η μοντελοποίηση του συστήματος αυτού ανάρτησης - τροχού που δέχεται δυνάμεις σε ακραίες συνθήκες. Έπειτα, μοντελοποίηση του συστήματος 1/4 του τετράτροχου μονοθεσίου της εμπρός γεωμετρίας με δυνάμεις που προέρχονται από τον υπολογισμό αυτόν σε κατάσταση φρεναρίσματος και στριψίματος. Τα σώματα που απαρτίζουν το μοντέλο αντιμετωπίζονται ως εύκαμπτα, λαμβάνοντας έτσι υπόψιν την παραμόρφωση τους κατά τη κίνηση του συναρμολογήματος. Αρχικά, για την κατανόηση της μεθοδολογίας της μελέτης, παρουσιάζονται οι θεμελιώδεις αρχές των εφαρμοζόμενων μεθόδων. Ακολουθεί η αναλυτική περιγραφή του μοντέλου, με αναφορά στα επιμέρους σώματα που το συνθέτουν, καθώς και στη μεταξύ τους συνδεσμολογία. Στη συνέχεια, προσδιορίζονται οι κινηματικοί περιορισμοί του συστήματος και οι εξωτερικές δυνάμεις που επιδρούν σε αυτό, ενώ παράλληλα διευκρινίζονται οι παραδοχές και οι απλουστεύσεις που υιοθετήθηκαν κατά τη διάρκεια της μελέτης. Με την ολοκλήρωση της θεωρητικής προσέγγισης του συστήματος, πραγματοποιείται ανάλυση για την γεωμετρία που επιλέχθηκε με βάση τις απαιτήσεις που υπάρχουν από τους κανονισμούς των Διεθνών αγώνων Formula Student και του μοντέλου πολλαπλών σωμάτων με χρήση λογισμικού προσομοίωσης στην οποία το σύστημα υποβάλλεται σε δύο διαφορετικές δυνάμεις και σε τρία διαφορετικά ελατήρια. Πραγματοποιείται σύγκριση των αποτελεσμάτων που προέκυψαν από την ανάλυση του συστήματος σε καθένα από τα ελατήρια και στις δύο δυνάμεις. Τέλος, προσομοιώνεται το ¼ οχήματος χρησιμοποιώντας τη μέθοδο και τις θεωρητικές παραμέτρους που ορίστηκαν στο μοντέλο του συστήματος ανάρτησης – τροχού, προκειμένου να εξαχθούν περαιτέρω δεδομένα για τη λειτουργία του συστήματος ανάρτησης.