Tuesday, July 24, 2012

Go Kart marco de diseño - Análisis de Elementos Finitos (FEA) de un Kart Go para la fuerza maximizada


Resumen: Ir Kart marco del diseño de tubería cuadrada de la colocación del tubo había cuestionables y asuntos sección. El análisis de elementos finitos (FEA) fue elegido para maximizar la resistencia de la estructura en cuestión y minimizar el peso.

Marco en consideración: Gamblighini Phi-Alpha 10 sin jaula.

Consideraciones de carga:

- Torsión de carga
- Bump carga

Peso del cuadro: 300 libras

Peso de 200 libras persona

Inicial de las propiedades de la sección: 1 x 1 pulgadas 0.109 (12 GA) de renunciar a 0.070 pared para ver los efectos.

Propiedades de los materiales: ASTM A-36: 36.000 psi rendimiento

Introducción al Análisis de Elementos Finitos (FEA)

Análisis de Elementos Finitos (FEA) es un programa que muchos lugares pequeños "elementos" en el modelo en cuestión y calcula los efectos de carga sobre el elemento. Los efectos de carga son el estrés y la tensión. El estrés es la cantidad de la carga del elemento en particular puede manejar y la tensión, la cantidad de flexión del elemento va a producir.

FEA puede llevarse a cabo a mano, utilizando la matriz matemática, sin embargo, incluso entonces, las computadoras de alta potencia se necesitan para arrancar a través de la pesadilla matemática de manera eficiente. FEA es una herramienta fantástica para crujiendo por el complejo en lo simple, en lugar de hacerlo todo a mano, el ordenador puede procesar a través de millones de cálculos en cuestión de minutos.

Lo que estamos buscando que hacer en este marco es el de maximizar la fuerza y ​​minimizar el peso.

A modo de introducción, hay varias formas de ejecutar el análisis de este cuadro:

-Sólido Modelo
-Shell Modelo
Truss-Modelo de Elementos

Modelado de Sólidos

El modelo sólido requiere el software CAD de alta potencia, para empezar que se basa el modelo en 3-D y en las estructuras de la "vida real" del tubo. El modelo tendrá muchos elementos, hacia los millones y, de hecho, sería muy difícil de ejecutar, incluso en un computador muy alto. Así que por lo general "gimnasia mental" tiene que llevar a cabo para reducir el tamaño del modelo y permita que se calcula sin usar energía de computadora del cerebro tanto.

Para aquellos que van por el camino de modelado de sólidos, lo ideal es reducir las áreas de alto estrés en trozos que se pueden gestionar. Si usted está tratando de adivinar lo que el marco se va a manejar al principio y no tiene idea de donde los esfuerzos se van a mostrar, entonces la mejor ruta es o bien se los fotogramas a la mitad, reducir el número de elementos, y reducir la cantidad de pases, el equipo debe hacer para calcular.

Para todos aquellos que son nuevos para FEA, que usa las matemáticas de alto nivel (es decir, cálculo de los esteroides) y en realidad es como disparar una flecha a un blanco. El primer cálculo está tratando de entrar en el área general del centro de la diana, el segundo cálculo se vuelve a calibrar y mucho más cerca. Pasos subsiguientes se acerca poco a poco. Por lo general dos pases es suficiente para obtener una respuesta cercana.

Así que imagínate el arranque del ordenador a través de 100.000 ecuaciones de una sola vez. Eso es lo que exige FEA de un ordenador, si se utiliza sólidos.

Shell Modelado

El segundo método consiste en conchas. Conchas tomar un tubo y asumir que es fina como el papel (en su representación), entonces se da una palmada en la sección transversal el espesor y el momento de los valores de inercia (I). Lo bueno de los depósitos es que utiliza menos energía del cerebro y, de hecho le puede dar una respuesta que es tan bueno como un modelo sólido. Los problemas, aunque se están uniendo a los depósitos en conjunto. La asunción de los software de modelado de cáscara pueden ser engañosas.

Ejemplo: Un tubo cuadrado soldada a un tubo cuadrado de lado. El punto de intersección se supone que es completamente soldado a través del límite conjunto del tubo. Usted y yo sabemos que el tubo sólo se pone la penetración parcial, y la soldadura puede ser o no ser lo suficientemente grande como en la intersección. Con esto en mente, los sólidos pueden producir un resultado mejor. Si el resultado más alto es necesario, recurrir a los sólidos en las secciones de mayor tensión.

Truss de modelado

El tercer método es el método de cálculo truss. Esta es la solución de menor HP de todos ellos y dar buenos resultados también. Un modelo de estructura puede ser abofeteado juntos en unos 10 minutos y los resultados obtenidos con un equipo de baja potencia. Y para hacer las cosas aún mejor, un programa típico puede costar menos de $ 1000.

El diseño del marco general se ha introducido en el software de FEA como un alambre, y se calculará utilizando el método de truss. La próxima vez que vamos a mostrar cómo poner el kart marco de un programa de elementos finitos utilizando modelos de celosía.

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