Estudi mecànic i optimització d'un paquet aerodinàmic de Formula Student
Tutor / Supervisor
Student
Achak Ouriaghli Ajbar, Ramzi
Document type
Bachelor thesis
Date
2021
rights
Open Access
Publisher
Universitat Politècnica de Catalunya
UPCommons
Abstract
La Formula Student és una competició universitària en que equips d´estudiants tenen l´objectiu de crear un vehicle monoplaça, amb rodes destapades, elèctric i amb la potencia màxima de 80 Kw. El vehicle esta dissenyat per realitzar 4 proves dinàmiques (Acceleration, Skidpad, Autocross i Endurance), assolint velocitats màximes d´uns 120 km/h i amb proves molt tècniques amb una gran quantitat de girs i corbes.
Per a realitzar el estudi mecànic-estructural ens basem en una geometria que s´ha desenvolupada prèviament a partir de CFD (dinàmica de fluids) mitjançant el ús del software Star CCM+, en que es busca la relació més òptima per aquesta temporada.
En aquest projecte s'explicarà detalladament com desenvolupar i construir la part mecànica d´un paquet aerodinàmic de Formula Student, estudiant separadament tres gran elements: aleró frontal, aleró lateral i difusor i aleró posterior, per que aquest, compleixi amb la normativa de la competició i suporti adequadament els esforços en condicions de màxima sol·licitació. L´estudi MEF (Mètode del Elements Finits) es realitza amb el software Ansys 17.0, que ens permetrà determinar quin es la configuració més optima per a cada component.
Finalment, d´acord als resultats obtinguts es procedirà la fabricació i test dels elements estudiats, per tal de comprovar amb els requisits exigits.
La Formula Student es una competición universitaria en que equipos de estudiantes que tienen el objetivo de crear un monoplaza, con cuatro ruedas destapadas, eléctrico i con una potencia máxima de 80 kW. El vehículo está diseñado para realizar 4 pruebas dinámicas (Acceleration, Skidpad, Aurocross y Endurance), llegando a velocidades de unos 120 km/h y con pruebas con una gran cantidad de giros y vueltas.
Para realizar este estudio mecánico-estructural se parte de una geometría desarrollada previamente a partir de CFD (dinámica de fluidos) con el uso del software Star CCM +, en que se buscaba la relación más óptima para esa temporada.
En este proyecto se explicará detalladamente como desarrollar y construir la parte mecánica de un paquete aerodinámico de Formula Student, estudiando separadamente tres grandes elementos: alerón frontal, alerón lateral y difusor y alerón posterior, para que este, cumpla con la normativa de la competición y resista adecuadamente los esfuerzos en condiciones de máxima solicitación. El estudio MEF (Método de los Elementos Finitos) se realiza con el software Ansys 17.0, el cual nos permitirá determinar cuál es la configuración más óptima para cada componente.
Finalmente, siguiendo los resultados obtenidos se procederá a la fabricación y ensayo de los elementos estudiados, para comprobar que cumple con los requisitos exigidos.
Formula Student is a competition between engineering universities in which the teams composed by students design, develop and built an electric single-seater car limited to 80 kW. The vehicle is designed to compete in four dynamic events (Acceleration, Skidpad, Aurocross y Endurance), reaching velocities of 120 km/h racing in a circuit with numerous curves and turns.
To do that mechanical/structural analysis we start from a geometry that has been previously developed by CFD (Computational Fluid Dynamics) using Star CCM +, looking for the most optimal design for this season.
This Project explains in detail how to develop and build the mechanical part of a Formula Student aerodynamic pack, studying separately three different elements: front wing, side wing and rear wing. The main objective of the project is to design an “aeropack” which fulfils the competition rules and withstands properly the requirements at maximum speeds. FEA (Finite Element Analysis) is made using Ansys 17.0 software, which will allow us to find out which is the best configuration for each element.
Finally, following the results obtained we will proceed to the manufacturing stage and testing ofthe parts, to make sure it accomplishes the requirements.
