Projekt Navilis : En studie av Agilis hjulnav

Sammanfattning: KTH har sedan 2006 ett bidrag i Shell Eco Marathon, en tävling där den mest bränslesnålabilen skall konstrueras och byggas. För detta projekt pågår kontinuerligt arbete med att få mervikt och andra faktorer som ökar bilens förbrukning. Denna rapports syfte är att utreda krafterpå hjulen för att sedan kunna optimera naven utefter dessa.För att med maximal noggrannhet kunna bestämma de krafter som uppkommer i hjulen vidkörning under olika förhållanden skapades en modell över KTH:s tävlingsbidrag Agilis iMBS-programmet Adams. Modellen parmeteriserades med förhoppningen att den skall kunnavara till hjälp för kommande versioner av Agilis. Verifieringen visade att modellen har godöverensstämmelse med analytiska beräkningar. Faktum är att den var så god att den kanskeinte var nödvändig från början. Test bekräftades att de högsta krafterna föga förvånandeuppkommer när modellen välter under svängning. Den välter dessutom alltid under sammakraftpåverkan. Detta faktum underlättar kommande beräkningar på hjulet då det bara är ettfall att ta hänsyn till. För att adamsmodellen skall var lättarbetad ligger som bilaga D ensnabbguide till modellen.Beräkningarna på hjulet var pga. ekerfälgens komplexa geometri tänkta att utföras i FEMprogrammetANSYS. Detta fallerade tyvärr på att KTH bara har tillgång till en begränsadskolversion av ANSYS som inte fick utföra beräkningar på så stora system som ekerfälgenutgjorde. Även ANSYS svenska återförsäljare lyckade inte få ekermodellen körbar i denbegränsade versionen. Istället fick en grov modell ställas upp analytiskt. De numeriskaresultaten skall tolkas försiktigt men kraftfördelningen som leder fram till dessa är intressant.Baserat på resultat från tidigare analyser av ekerhjul gjordes konservativa antaganden om hurvertikala och laterala krafter var för sig belastar en ekergeometri. Beräkningarna har enligtantagandena utförts på de ekrar som ligger närmast kraften infästningspunkt. Eftersuperponering visar det sig att det på ena sidan navet blir både tryck och dragkrafter som tillstor del tar ut varandra. På den andra sidan kommer det däremot enbart att bli tryckkraftersom adderas. Huvudbelastningen ligger alltså i tryck. Den kommer dessutom att ligga påinnersidan navet som ligger på yttersidan i en sväng.2Genom den under projektet pågående informationssökningen stod det mer och mer klart attför att genomföra exakta beräkningar på en ekergeometri måste alla ingående elementsegenskaper vara preciserade. Det går med andra ord inte att optimera ett nav för en okändekergeometri eller fälg. Detta är rapportens huvudsakliga slutsats, då fälg, ekrar, ekring, osv.inte är kända går det tyvärr inte att ställa upp annat än allmänna rekommendationer för navet.Förhoppningen är att rapporten skall kunna ligga till grund för en kommande optimering avhela hjulgeometrin när agilisgruppen slutligen hittat fälgar som uppfyller däckens krav. Föratt framgångsrikt kunna genomföra en sådan optimering krävs dock att den går att köra somFEM-modellSlutligen ställdes det upp några rekommendationer för optimering av chassi ochsvinggeometri, förbättringar av modellerna, råd om ekring mm.