Team ERE võistlussõiduki raami projekteerimine

Lõputöö eesmärgiks oli projekteerida Team ERE võistlussõiduki raam, mis vastab Shell Eco Marathon Europe reeglitele. Projekti täitmiseks tuli läbida mitu etappi, et valmistada võistluskõlbulik ökosõiduki raam. Esmalt otsiti infot internetist konkurentide poolt valmistatud sõidukite kohta ning peale seda tekkis ülevaade materjalidest, mida raami valmistamiseks kasutada. Peamiselt kasutati antud sõidukite raamide valmistamisel alumiiniumsulameid. Peale materjali valikut tehti esimesed eskiisid, milline võiks antud ökosõiduki konstruktsioon olla ning seejärel valiti toruprofiil, millest raam valmistada. Toruprofiili valikut tehes lähtuti simulatsiooniprogrammis läbipainde ja massi teguritest. Simulatsiooniprogrammis kontrolliti erinevate torude seinapaksust ning läbimõõtude sobivust. Järgmiseks teostati tugevusarvutused raamile, milles arvestati toruläbimõõduks 20 mm ja 16 mm, ning seinapaksuseks mõlema toru puhul 2 mm. Simuleeriti kolme erinevat situatsiooni, milleks oli: turvakaare tugevusnõue, sõiduki kontrollimine kurvi läbimisel ja pidurdamisel. Simulatsioonides kontrolliti materjali voolavuspiiri, et turvakaar vastaks võistlusel ettenähtud reeglitele ning jõu avadamisel ei tekiks truvakaarele jääv deformatsioon (materjal EN AW6060F22-T6 voolavuspiir 170 MPa). Simulatsioonide põhjal langetati otsus, et sellisel viisil on võimalik valmistada võistlussõiduki raami. Tingimused täidetud, otsustati alustada raami prototüübi valmistamisega Tallinna Tehnikakõrgkooli õppelaborites. Töö tulemusena koostati ökovõistlussõiduki raam, mille omahinnaks on 2950€.

The aim of the thesis was to project Team ERE racing vehicle frame, which complies with the rules of Shell Eco Marathon Europe. Several steps had to be taken to complete project in order to construct a racing vehicle frame. Firstly, the information was gathered on the internet about vehicles made by competitors, after that, an overview of the used materials was obtained. Aluminum alloys were main materials used in the manufacturing process for this kind of frames. After material selection, the first drawings were made to determine the frame of the eco car, and then the tubeprofile was selected. Choice of tube profile was based on deflection and weight results from the simulation. In the simulation program different tube diameters and wall thicknesses were analyzed. Next, strength calculations were carried out on a frame with tube diameters selected 20 and 16 mm with wall thickness 2 mm. Three different situations were simulated: the yield strength of roll bar, vehicle frame during cornering and braking. Based on these simulations, the decision was made whether the racecar frame could be constructed in such way or not. In these simulations material yield strength was analysed by applying force, whether the roll bar meets the competition requirements and will not have permanent deformation (EN AW6060F22-T6 yield strength 170 MPa). Based on the simulation process it was decided that the results were sufficient to start producing prototype frame in the study laboratories of Tallinn University of Applied Sciences. As a result, the overall cost of the frame of Team ERE Eco-Race Car is 2950 €.