Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Design of bell crank for Formula SAE car

Damian Niecikowski

Abstract

This engineering thesis regards the design of bell crank in front suspension for Formula SAE car, that is being built for a worldwide competition. The vehicle is being designed and manufactured completely by students. During the whole design process the following programs were used: NX 11, Ansys Workbench and Matlab. This thesis consists of five chapters that present each step of design process in chronological order. The first chapter contains an introduction, which describes in detail the Formula SAE competition and presents the WUT Racing team. Additionally, suspension system is briefly described and the solutions of other teams are reviewed. The second chapter presents limitations and design assumptions. Despite its small size, it is a very important part of design process, as it is the basis for further actions. The third chapter is dedicated to determining forces in the bell crank. This is the most extensive part of the thesis. At the beginning, the method of multipart systems is briefly described. Next, the process of building a suspension model in the NX Motion module is presented with a detailed description of individual suspension elements and the corresponding models. Another thing in this chapter is a description of how correctness of the model has been checked. This part of thesis also includes determination of forces acting on the tire in the worst case scenario and presentation of forces occurring in the bell crank. In addition, there are examples of another application of the created model. The fourth chapter presents the process of creating the final form of the designed element. It contains detailed descriptions of each stage of creating the initial geometry, on the basis of which, using the optimization process, the element being the subject of this thesis has been created. This part also contains analyses of the final geometry using the Finite Element Method. The fifth chapter is dedicated to the summary of the whole thesis. The design of the bell crank including manufacturing process and the materials used is presented. The conclusions noted during the creation of the thesis were also specified. The result of this engineering thesis is the creation of a bell crank model that will be used in the WUT 3 car and a computer model in the Motion module, which served to complete the suspension system design.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Damian Niecikowski (FPAE) Damian Niecikowski,, Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Title in Polish
Projekt dźwigni kątowej do pojazdu FORMUŁA SAE
Supervisor
Witold Rządkowski (FPAE/IAAM) Witold Rządkowski,, 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
, Mechanika i Projektowanie Maszyn
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
11-02-2019
Issue date (year)
2019
Pages
56
Internal identifier
MEL; PD-4981
Reviewers
Witold Rządkowski (FPAE/IAAM) Witold Rządkowski,, 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
Formuła SAE, Pojazd wyścigowy, Układ amortyzacji, Metoda Elementów Skończonych, Metoda Układów Wieloczłonowych
Keywords in English
Formula SAE, Race car, Suspension, Finite Element Method, Method of Multipart Systems
Abstract in Polish
Niniejsza praca dyplomowa poświęcona jest projektowi dźwigni kątowej przedniego zawieszenia do pojazdu Formuła SAE, który jest budowany na międzynarodowe zawody. Bolid jest w całości projektowany i wykonywany przez studentów. W trakcie trwania procesu projektowego korzystano z takich programów jak NX 11, Ansys Workbench oraz Matlab. Opracowanie pracy inżynierskiej składa się z pięciu części, które przedstawiają chronologicznie kolejne etapy prac projektowych. Rozdział pierwszy zawiera wprowadzenie, w którym szczegółowo opisano zawody Formuła SAE i zaprezentowano zespół WUT Racing. Dodatkowo zwięźle opisano układ zawieszenia oraz dokonano przeglądu rozwiązań stosowanych przez inne zespoły. W drugim rozdziale przedstawiono ograniczenia i założenia projektowe. Pomimo niewielkiego rozmiaru jest to bardzo ważna część pracy, która stanowi bazę dla dalszych działań. Rozdział trzeci poświęcony jest wyznaczeniu sił w dźwigni kątowej. Jest to najobszerniejsza część pracy. Na początku krótko opisano metodę układów wieloczłonowych. Następnie zaprezentowano proces budowy modelu zawieszenia w module Motion z szczegółowym opisem poszczególnych elementów zawieszenia oraz odpowiadającym im modelom. Kolejną rzeczą zawartą w tym rozdziale jest opis sposobu w jaki została sprawdzona poprawność wykonanego modelu. W skład tej części pracy wchodzi również wyznaczenie sił działających na oponę w krytycznym przypadku oraz prezentacja sił występujących w dźwigni kątowej. Dodatkowo zawarto przykłady innego zastosowania stworzonego modelu. W rozdziale czwartym przedstawiono proces tworzenia finalnej postaci projektowanego elementu. Zawarto w nim szczegółowo kolejne etapy tworzenia wstępnej geometrii, na bazie której przy wykorzystaniu procesu optymalizacji powstał element, który jest tematem tej pracy. Część ta zawiera również analizy finalnej geometrii przy użyciu Metody Elementów Skończonych. Rozdział piąty poświęcony jest podsumowaniu całej pracy. Przedstawiono projekt dźwigni kątowej wraz ze sposobem jej wykonania oraz zastosowanymi materiałami. Wyszczególniono również wnioski zanotowane podczas powstawania pracy. Efektem niniejszej pracy jest powstanie modelu dźwigni kątowej, która zostanie wykorzystana w bolidzie WUT 3 oraz model komputerowy w module Motion, który posłużył do ukończenia projektu układu zawieszenia.
File
  • File: 1
    Damian_Niecikowski_Praca_Inżynierska.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 31368

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUTc2342d3c80ed462193dd09f9a2e60a03/
URN
urn:pw-repo:WUTc2342d3c80ed462193dd09f9a2e60a03

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page