Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Preliminary design and FEM strenght analysis of three - dimensional frame buggy type vehicle

Mateusz Jan Galant

Abstract

The aim of the following thesis was a preliminary design space frame for a single – seated buggy type vehicle propeller by an internal combustion engine, creating a vehicle three dimensional model, carrying strenght analysis including frame torsion rigidity and natural frequencies using finite element method. At the beginning of the thesis presented an overview of the construction buggy vehicle as well as at short description of the safety cage construction. Subsequently the author created concept model based on preliminary assumptions. Concept model was input element to carrying out analysis and introducting of further modifications. The author presented theoretical introduction of the Finite Element Method including element type and constraints used in the FEM analysis. The author presented the distribution frame and created theoretical introduction of vehicle bodies, introduced a method for determining loads interacting on moving vehicle, specified coefficients of mass force and was determined a road model. In the thesis choosed material compatible with assumptions as well as calculated the safety factor and allowable stress. MES model of buggy vehicle was structured whereupon carried out calculations. The next step was introduced necessary modyfications, which increased structural stealth and value of torsion rigidity. The final step was created shell model for the most loaded frame node. The result of stress analysis and torsion rigidity fulfilled the established conditions. In the thesis has carried out analytical calculations check construction for buckling. The author checked the following conditions: σ_kr>σ_dop, σ_zred≤σ_dop. MES model of buggy vehicle was created to analyze frame natural frequencies. Analysis showed that frame has been designed correctly.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Mateusz Jan Galant (FACME) Mateusz Jan Galant,, Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME)
Title in Polish
Projekt wstepny i analiza MES wytrzymałości przestrzennej ramy pojazdu typu buggy
Supervisor
Jarosław Mańkowski (FACME/IMDF) Jarosław Mańkowski,, Institute of Machine Design Fundamentals (FACME/IMDF)Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME)
Jerzy Osiński (FACME/IMDF) Jerzy Osiński,, Institute of Machine Design Fundamentals (FACME/IMDF)Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME)
Certifying unit
Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME)
Affiliation unit
Institute of Machine Design Fundamentals (FACME/IMDF)
Study subject / specialization
, Mechanika i Budowa Maszyn
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
18-02-2016
Issue date (year)
2016
Pages
89
Reviewers
Jarosław Mańkowski (FACME/IMDF) Jarosław Mańkowski,, Institute of Machine Design Fundamentals (FACME/IMDF)Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME) Jan Grudziński (FACME/ICME) Jan Grudziński,, The Institute of Construction Machinery Engineering (FACME/ICME)Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME)
Keywords in Polish
Metoda elementów skończonych.Wytrzymałość nadwozia.Projekt ramy przestrzennej pojazdu.Pojazd typu buggy.
Keywords in English
Finite element method.Body strenght.Design vehicle space frame.Buggy type vehicle.
Abstract in Polish
Celem przedstawionej pracy był projekt wstępny przestrzennej ramy jednomiejscowego pojazdu typu buggy napędzanego silnikiem spalinowym, stworzenie modelu 3D pojazdu, przeprowadzenie analizy wytrzymałościowej w tym sztywności skrętnej oraz częstotliwości drgań własnych ramy metodą elementów skończonych. W pierwszej kolejności przedstawiono przegląd konstrukcji pojazdów buggy oraz krótki opis konstrukcji klatki bezpieczeństwa. Następnie stworzono model koncepcyjny biorąc pod uwagę przedstawione założenia. Model koncepcyjny był elementem wejściowym do przeprowadzenia analiz oraz wprowadzenia późniejszych modyfikacji. Przedstawiono wstęp teoretyczny dotyczący metody elementów skończonych, w tym elementy MES oraz wiązania wykorzystane w analizach MES w przedstawianej pracy. Przedstawiono podział ram pojazdów oraz stworzono wstęp teoretyczny dotyczący nadwozi pojazdów. Zaprezentowano sposób wyznaczania obciążeń działających na poruszający się pojazd. Określono wartości współczynników sił masowych oraz został przyjęty model drogi. Dobrano materiał konstrukcyjny zgodny z założeniami oraz obliczono współczynnik bezpieczeństwa wyznaczając w ten sposób naprężenia dopuszczalne. Został zbudowany model MES pojazdu buggy, na którym przeprowadzono obliczenia. Następnie wprowadzono konieczne modyfikacje, które zwiększyły wytrzymałość konstrukcji oraz wartość sztywności skrętnej. Ostatnim krokiem było stworzenie modelu powłokowego najbardziej obciążonego węzła w konstrukcji. Wyniki analizy wytrzymałościowej i sztywności skrętnej potwierdziły spełnienie przyjętych warunków. Wykonano obliczenia analityczne sprawdzającego konstrukcje pod kątem zjawiska wyboczenia. Sprawdzono warunki: σ_kr>σ_dop, σ_zred≤σ_dop. Stworzono model MES do badania częstotliwości drgań własnych ramy. Przeprowadzono analizę, która wykazała poprawność zaprojektowanej ramy.
File
  • File: 1
    1026256.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 8917

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUT7c8e62369da543ccbe62d1cee32a3cdd/
URN
urn:pw-repo:WUT7c8e62369da543ccbe62d1cee32a3cdd

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page