Optimalizace těhlice formule student pro výrobu SLM technologií

Abstract

Diplomová práce se zabývá návrhem těhlice pro Formuli Student, která je topologic-ky optimalizovaná a aditivně vyrobená technologií Selective Laser Melting. Materiá-lem pro výrobu je hliníková slitina AlSi10Mg, která má horší mechanické vlastnosti než tradičně používané vysokopevnostní slitiny. Proto bylo cílem navrhnout pomocí topologické optimalizace díl, který bude mít srovnatelné vlastnosti jako díl frézovaný. Metodou konečných prvků byla provedena deformačně napěťová analýza a byla sta-novena bezpečnost a maximální deformace. Byl vyroben prototyp a pomocí optické digitalizace byla provedena rozměrová kontrola, která prokázala přesnost výroby. Pevnostní výpočty byly ověřeny pomocí speciálního testovacího zařízení a fotogram-metrického měření. Při testech bylo aplikováno také o 20 % větší zatížení, při kterém nebyl pozorován žádný mezní stav. Tím byla ověřena její bezpečnost a funkčnost.This diploma thesis deals with design of axle carrier for Formula Student. The axle carrier is topologically optimized and additively manufactured with Selective Laser Melting technology. Material for its production is aluminium alloy AlSi10Mg, which has worse mechanical properties than commonly used high-strength alloys. Therefore the aim was, by using topology optimization, to design a component, which would have comparable properties with milled component. The stress strain analysis was carried out by the finite element method and maximum deformation and safety coef-ficients were acquired. The prototype was made and its dimensions were controlled by optical digitization, which proved accuracy of manufacturing. The strength calcu-lations were verified by special testing device and photogrammetry measurement. The load during the tests was 20 % higher than in the analysis and no limit state was observed. This verified its safety and functionality.