Design of the steel frame of a racing car

Abstract

Denne oppgaven omhandler modellering og simulering av en stålramme til en racerbil. Det er gjennomført en litteraturstudie om det grunnleggende innen racerbildesign, med særskilt fokus på rammedesign. Det har blitt brukt store ressurser på 3-D design, modellering og simulering Hovedmålet med denne oppgaven var ikke å designe og utvikle den beste mulige versjonen av en racerbil. Fokuset var i stedet på å simulere og tolke resultatene. Det er imidlertid verdt å nevne at det er utviklet seks versjoner av rammen, der alle er forbedringer av den forrige. Racerbil rammen er designet i Autodesk Inventor Professional 2022. Modellering og simulering ble gjort i Ansys Workbench 2020 R1. Ansys ble brukt til å finne torsjonsstivhet av rammen, oppførsel under statisk og dynamisk belastning og deformasjon under krasj. Resultatene viser at racerbil rammen er tilstrekkelig sterk på alle punkter, med torsjonsstivhet på 13 531,8 Nm/grad og en vekt på 124 kg. Resultater fra Finite Element Analysis indikerer at alle rammeelementer gir tilstrekkelig styrke og oppfyller designkriterier.

This thesis concerns the modeling and simulation of the steel frame of a racing car. A literature study on the fundamentals of racing car design, with particular attention to frame design, has been carried out. A considerable amount of time has been invested in 3-D modeling and simulation. The main objective of this thesis was not to design and revise the best possible version of a racing car. The focus was instead on simulating and interpreting the results. However, it is worth mentioning that six frame iterations were made and improved. The design process was carried out using Autodesk Inventor Professional 2022. Ansys Workbench, Release 2020 R1 was used to analyze and simulate torsional stiffness, behavior under dynamic loading, and deformation during impact with a rigid wall. Simulation resulted in a torsional stiffness value of 13 531.8 Nm/degree and low values in bending, compressive, and tensile stress. Values for external loading were estimated using multiplication factors.