Formula SAE versenyautó polimer kompozit akkumulátorház tervezése és gyártása

Gacsai Krisztián BSc VII. évf.,

e-mail: liverpool002@gmail.com

Konzulens: Kling Sándor, Polimertechnika Tanszék

e-mail: kling@pt.bme.hu

A dolgozatom a BME Formula Racing Team elektromos versenyautójának polimer kompozit akkumulátorházának a tervezését valamint annak a gyártását ismerteti. Az előző évben épült, első elektromos versenyautó esetében ez az elem még fémből, alumíniumból készült. 2012-ben tehát mindenképpen nagy kihívást jelentett, a kompozit technológia alkalmazása ezen a területen is. A háznak a verseny hivatalos szabályzata miatt elektromosan teljesen szigetelni kellett, meggátolva így az esetleges baleseteket, emberi sérüléseket. Emellett pedig teherviselő elemről lévén szó, komoly mechanikai igénybevételeknek is meg kellett, hogy feleljen. Cél volt, hogy közben a ház össztömege a lehető legkönnyebb legyen és a lehető legkisebb helyre legyen szüksége az autóban.

A dolgozatban validáltam a végeselem szimulációt mérésekkel. A mérésekhez próbatesteket készítettem. Erősítőszálnak szén unidirekcionális szövetet (UD) valamint szövetet, gyantának pedig epoxi gyantát alkalmaztam. Készítettem csak UD-ből, csak szövetből illetve az ezeket tartalmazó szendvicsszerkezetekből is próbatestet. A próbatesteken szakító valamint hajlító vizsgálatokat végeztem, emellett végeselemes módszerrel (VEM) szimuláltam ugyanezekkel a rétegrendekkel illetve szálirányokkal rendelkező próbatesteken a szakító illetve a hajlító vizsgálatokat. A cél az volt, hogy hitelesítsem a méréseket. Összehasonlítottam a kapott anyagtulajdonságokat a valós és a számolt esetekben.

A dolgozatban bemutatom az akkumulátorháznak a geometriai és szilárdsági méretezését. A számítógépes tervezés a 3D-s, Solid Works modellnek az elkészítésével indult. Ezt a kiindulási modellt felhasználva, következett a méretezése magának a végleges geometriájú kompozit háznak, amelyet a Hyper Works szimulációs programmal végeztem.

Ismertetem az akkumulátorháznak a gyártási folyamatát. A gyártási módnak a vákuumzsákos injektálást választottam, amellyel magas száltartalmat és homogén anyagminőséget tudtam elérni. Fontos, hogy a korábban megtervezett modell a gyakorlatban is megfeleljen a vele szemben támasztott követelményeknek, bemutatom az akkumulátorház elektromos Formula Student autóban történő az alkalmazását.

szerző

Gacsai Krisztián
gépészmérnöki
nappali alapszak

konzulens

Kling Sándor
doktorandusz, Polimertechnika Tanszék

helyezés

I. helyezett