Návrh topologicky optimalizované těhlice pro závodní pneumobil

Abstract

Tato práce řeší návrh odlehčených předních těhlic pneumobilu Javelin pomocí topologické optimalizace a jejich následnou výrobu aditivní technologií Selective Laser Melting. Materiálem, ze kterého jsou těhlice vyrobeny, je hliníková slitina AlSi10Mg. Topologicky optimalizované díly mají splňovat minimální bezpečnost 2, proto jsou návrhy podrobeny MKP napěťové a deformační analýze, při které je tato bezpečnost ověřena a stanovena maximální deformace. Vzhledem k parametrům brzdové soustavy byly navrženy dvě nesymetrické těhlice. Přesnost výroby byla ověřena prostřednictvím optické digitalizace. Obrobené těhlice byly připevněny na pneumobil a otestovány přímo na vozidle. Při testech ani následných závodech nedošlo k žádnému meznímu stavu a ukázaly se tak jako funkční. Hmotnost levé těhlice byla snížena z 1 609 g na 758 g, pravá byla odlehčena na 741 g.This thesis deals with the design of lightweight front uprights of pneumobile Javelin using topology optimization, followed by manufacturing by additive technology Selective Laser Melting. Aluminium alloy AlSi10Mg was used. Topology optimized parts should have met the requirement of minimal safety factor equal to 2, therefore the stress strain analysis was performed using FEM. The maximal deformation was determined and the safety factor obtained. Two unsymmetrical uprights were designed due to parameters of the brake system. The precision of manufacturing was verified by optical digitization. Machined uprights were mounted on the pneumobile and tested directly on the vehicle. No limit states were observed during testing and subsequent races, so they proved to be fully functional. Weight of the left upright was reduced from 1 609 g to 758 g, the right one was lightened to 741 g.