A BME Formula Racing Teamnél alkalmazott kompozit anyagok gyártástechnológiái és mechanikai tulajdonságai
Forintos Norbert BSc IV. évf.
e-mail: norbert.forintos@gmail.com
Konzulens: Kling Sándor
e-mail: kling@pt.bme.hu
A technikai versenysportok területén ma már nagyon sok alapanyagból és gyártástechnológiából választhatnak a tervezőmérnökök. Minden egyes gyártási eljárásra más és más mechanikai tulajdonság, gyártási idő és költségvonzat jellemző. A különböző alapanyagokhoz különböző anyagjellemzők tartoznak, amelyek a végleges termék jellemzőit meghatározzák. Egy versenyautó megtervezésénél fontos a lehető legjobban megismerni az alkalmazott eljárások és az alapanyagok közti különbségeket.
A motorsportokban az egyik legjellemzőbb adat az autó súly-teljesítmény aránya, amely javításának egyik lehetséges iránya az egyre könnyebb, mégis nagy szilárdságú alkatrészek fejlesztése. A BME Formula Racing csapata a súlycsökkentés érdekében Magyarországon először alkalmazott szénszálas monocoque vázszerkezetet. A versenyképesség megtartása érdekében a fejlesztések részét képezi a fém alkatrészek szénszálas kompozitra történő esetleges cseréjének a vizsgálata. A vázszerkezeten kívül ma már szénszálból készülnek a lengőkarok, a kormány, sőt még a felni egy része is. A kompozit és alumínium hibrid felni egyenként majdnem két kilóval könnyebb a tisztán alumíniumból gyártottnál.
A TDK dolgozat keretében feladatom vizsgálni a csapatnál alkalmazott kompozit anyagok különböző gyártástechnológiáinak és alapanyagainak hatását a mechanikai tulajdonságokra. Ezt a hatást különböző szabványos vizsgálatokkal tudom elemezni. A versenyautó egyszerűbb alkatrészei kézi laminálással készülnek, az összetettebbek vákuum préseléssel, vákuum injektálással vagy tekercseléssel. Kutatásom célja a magas száltartalom elérését lehetővé tevő technológiák vizsgálata, így a vákuum préselés és a vákuum injektálás mellett az autokláv eljárást mint lehetséges alternatívát fogom elemezni. Ezekkel a technológiákkal gyártott üveg- és szénszál erősítésű epoxi gyanta mátrixú kompozit próbatesteket szakító- és nyomó vizsgálatoknak vetem alá. Az alapanyag választásnál fontos követelményeknek kell megfelelni -- az akkumulátor-tartó és a vezetékek közelében lévő alkatrészeknek elektromosan szigeteltnek, az orrkúpnak nagy energia elnyelőnek, a szénszálas monocoque vázszerkezetnek nagy szilárdságúnak kell lennie. A különböző erősítéseket és gyártási eljárásokat elsősorban mechanikai tulajdonságok alapján fogom összehasonlítani. Szabványosított mérésekkel megmérem a különböző módon előállított próbatestek anyagtulajdonságait. Azonos geometriájú CAD modellt készítek, és végeselemes módszerrel modellezem a szabványos vizsgálatokat. Összevetem a mért és a számított eredményeket, ezzel validálom az anyagtulajdonságokat -- az ellenőrzés a későbbi alkatrésznél lesz fontos információ, hogy könnyebb és megbízhatóbb kompozit alkatrészt tervezhessünk.
szerző
-
Forintos Norbert
gépészmérnöki
nappali alapszak
konzulens
-
Kling Sándor
doktorandusz, Polimertechnika Tanszék
