Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Tensile analysis of suspension system in mars rover

Mateusz Wiktor Krośnicki

Abstract

In this engineering dissertation entitled: „Tensile analysis of suspension system in mars rover” the subject of investigation is a mobile robot Sirius, constructed by robotics section of Student’s Space Association for international competition of University Rover Challenge 2019 taking place in Utah, USA. The thesis begins with an exact look at a set of rules concerning the competition, which create a baseline of limits and requirements for each team. Furthermore, the most demanding suspension system cases were selected. Next pages consist of an overview of elements and types of suspensions systems concluded, considering systems of passenger cars, commercial trucks as well as actual space rovers. In the end of this section a detailed description of latest suspension system contruction in Sirius rover is applied. In the following part of the thesis the frame consisting of four closed section aluminium alloy beams connected with welding is subjected to in-depth tensile analysis. First the exact list of elements connected to the frame with masses and positions in coordinate system in every possible configuration of rover is included, differing depending on each task that the vehicle approaches. Next the visualisation of loads and reactions on frame while standing on flat ground is shown, following with calculations of centres of mass for both most loaded cases (falling from 1m height and driving on stone with maximum speed and weight). Following the calculations, proving that inertial forces connected with falling down appear to reach much higher numbers, this case becomes subject of strain analysis of next chapters. Afterwards the approach to analytical calculations of frame strains is described, as well as the results of calculations, concluding with a display of most loaded sections. These sections are then checked in terms of strength. In order to evaluate the accuracy of analytical calculations the finite elements method model is applied next. Results are compared and conclusions are given at the end of this part. At the end eventual optimization corrections of construction were contained.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Mateusz Wiktor Krośnicki (FPAE) Mateusz Wiktor Krośnicki,, Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Title in Polish
Analiza wytrzymałościowa konstrukcji zawieszenia łazika marsjańskiego
Supervisor
Szczepan Glita (FPAE/IAAM) Szczepan Glita,, The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Certifying unit
Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Affiliation unit
The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)
Study subject / specialization
, Lotnictwo i Kosmonautyka (Aerospace Engineering)
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
25-06-2019
Issue date (year)
2019
Pages
62
Internal identifier
MEL; PD-5215
Reviewers
Szczepan Glita (FPAE/IAAM) Szczepan Glita,, The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE) Marek Matyjewski (FPAE/IAAM) Marek Matyjewski,, The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Keywords in Polish
Słowa kluczowe: łazik marsjański, Sirius, robot mobilny, Studenckie Koło Astronautyczne, SKA, analiza wytrzymałościowa, zawieszenie, elementy zawieszenia, MES, URC
Keywords in English
Key words: Mars rover, Sirius, Studenckie Koło Astronautyczne, Students’ Space Association, mobile robot, suspension system, tensile analysis, elements of suspension system, FEM, URC
Abstract in Polish
W pracy dyplomowej pod tytułem: „Analiza wytrzymałościowa konstrukcji zawieszenia łazika marsjańskiego”, przedmiotem badań jest robot mobilny Sirius przygotowany przez sekcję robotyczną Studenckiego Koła Astronautycznego w ramach zawodów międzynarodowych University Rover Challenge 2019 odbywających się w Utah w Stanach Zjednoczonych. Praca rozpoczyna się od dokładnego przyjrzenia się regulaminowi konkursu, w oparciu o który drużyny budują roboty reprezentujące uczelnie. Następnie wypisano przypadki najbardziej wytężające konstrukcje zawieszenia. Na dalszych stronach przeprowadzono rozeznanie w elementach oraz typach zawieszeń stosowanych w pojazdach osobowych, ciężarowych, jak i również w rzeczywistych łazikach kosmicznych. Na koniec tego rozdziału następuje opis i prezentacja aktualnej konstrukcji zawieszenia łazika Sirius. W dalszej części pracy dogłębnej analizie wytrzymałościowej poddawana jest rama złożona z czterech profili zamkniętych wykonanych ze stopu aluminium. Dalej pojawia się spis wszystkich elementów z masami i pozycjami w układzie współrzędnych we wszystkich możliwych konfiguracjach, różniących się w zależności od zadania. Następnie zawarta jest wizualizacja obciążeń i reakcji na ramie dla najprostszego przypadku statycznego stania pojazdu na ziemi wszystkimi czterema kołami, a zaraz po tym podążają wyliczenia środków ciężkości dla dwóch najbardziej wytężających konstrukcję przypadków (upadku z wysokości 1m i najechania na kamień). Po wyliczeniu, że siły wynikające z bezwładności są znacznie większe dla przypadku upadku, dalsza analiza naprężeń jest przeprowadzana tylko dla takiego wydarzenia. W kolejnym rozdziale ukazana jest metodyka oraz wyniki analitycznego obliczenia naprężeń ramy z ukazaniem najbardziej naprężonych przekrojów. Te przekroje są następnie sprawdzane pod kątem wytrzymałości. Aby sprawdzić dokładność obliczeń wykonano również model z wyliczeniem naprężeń dla przypadku upadku przy pomocy metody elementów skończonych. Wyniki porównano i przedstawione zostały wnioski z obliczeń. Na koniec pracy zaproponowano ewentualne poprawki optymalizacyjne konstrukcji.
File
  • File: 1
    Praca_inżynierska_Mateusz_Krośnicki_1112194.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 34646

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUT8d1bb22c5ae04f9aa4a24333539ce0ba/
URN
urn:pw-repo:WUT8d1bb22c5ae04f9aa4a24333539ce0ba

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page