Návrh pedálové soustavy pro závodní Pneumobil s využitím topologické optimalizace
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
B
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Tato práce řeší návrh pedálové soustavy závodního pneumobilu s cílem zvýšení její tuhosti a snížení její hmotnosti. Na základě rešerše byla upravena kinematika pedálu pro přesnější určení pedálového poměru. K dosažení cílů byla použita topologická optimalizace a lattice struktura. Výsledky byly kontrolovány pevnostní analýzou pomocí metody konečných prvků. Pro výrobu topologicky optimalizovaných dílů se předpokládá využití kovové aditivní technologie, pro kterou byly díly dále upraveny. Deformace byla snížena u brzdového pedálu o 13,4 % a u plynového pedálu o 96,8 %. Hmotnost pedálové soustavy se snížila o 31 %. Tento návrh pedálové soustavy by mohl být alternativou pro současnou pedálovou soustavu závodního pneumobilu, protože je lehčí a splňuje požadavky na vyšší tuhost.
This thesis deals with design of pedal assembly of pneumobile racing car to increase its rigidity and reduce its weight. Based on the search, the kinematics of pedal was changed due to more precise determination of pedal ratio. Topology optimization and lattice structure were used to achieve the goals. The results were checked by strength analysis using finite element method. To produce topologically optimized parts use of metal additive technology is assumed, for which the parts have been further modified. Deformation was reduced by 13,4 % for the brake pedal and by 96,8 % for the accelerator pedal. The weight of the pedal system has been reduced by 31 %. This pedal assembly design could be an alternative to the current pedal assembly, as it is lighter and meets the requirements for higher rigidity.
This thesis deals with design of pedal assembly of pneumobile racing car to increase its rigidity and reduce its weight. Based on the search, the kinematics of pedal was changed due to more precise determination of pedal ratio. Topology optimization and lattice structure were used to achieve the goals. The results were checked by strength analysis using finite element method. To produce topologically optimized parts use of metal additive technology is assumed, for which the parts have been further modified. Deformation was reduced by 13,4 % for the brake pedal and by 96,8 % for the accelerator pedal. The weight of the pedal system has been reduced by 31 %. This pedal assembly design could be an alternative to the current pedal assembly, as it is lighter and meets the requirements for higher rigidity.
Description
Citation
PCHÁLEK, V. Návrh pedálové soustavy pro závodní Pneumobil s využitím topologické optimalizace [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2021.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Základy strojního inženýrství
Comittee
doc. Ing. Daniel Koutný, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Petr Svoboda, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Zbyněk Strecker, Ph.D. (člen)
Ing. Tomáš Koutecký, Ph.D. (člen)
Ing. Radovan Galas, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2021-06-18
Defence
Student prezentoval výsledky své práce a zodpovídal na následující dotazy.
Dotazy oponenta:
1. V kinematickém schématu soustavy brzdy používáte u držáku válců a pedálu rotační vazby pro otvory spojující díly s podstavcem pomocí čepů. Při provádění topologické optimalizace koncepčních variant však aplikujete na vnitřní plochy otvorů pevnou vazbu. (Z hlediska podstaty úlohy je patrné proč tomu tak je.) Jaký potenciální vliv může mít tato záměna vazeb v pevnostní analýze? ČÁSTEČNĚ ZODPOVĚZENO
2. Při definování MKP analýzy soustavy brzdy využíváte odlišné nastavení polygonální sítě na optimalizované a neoptimalizované díly. Jako důvod uvádíte to, že díly nejsou předmětem analýzy. Nebylo by možné tyto díly nahradit například jinými vazbami nebo úlohu jinak zjednodušit? ČÁSTEČNĚ ZODPOVĚZENO
Dotazy členů komise:
1. Ing. Strecker: Zvažoval jste použít jiný typ pružiny, místo tlačné zkrutnou? ČÁSTEČNĚ ZODPOVĚZENO
2. doc. Svoboda: Na co byla topologická optimalizace provedena? ZODPOVĚZENO
3. Ing. Koutecký: Skutečně byla původní deformace pedálu 37 mm? ZODPOVĚZENO
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení