Riassunto analitico
Il seguente lavoro di tesi affronta il processo di progettazione, analisi e ottimizzazione di una scatola di trasmissione per un veicolo elettrico nell’ambito del progetto “Formula Student”. L’iter progettuale è iniziato con l'analisi delle forze in gioco, fondamentale per comprendere le sollecitazioni alle quali la scatola della trasmissione è sottoposta durante il funzionamento. Successivamente è stata realizzata una modellazione CAD preliminare tenendo conto delle restrizioni geometriche della vettura, nonché delle necessità di integrazione con altri sistemi del veicolo. L'analisi FEM è stata quindi impiegata per valutare la risposta ai carichi applicati e per evidenziare le aree di potenziale miglioramento. Sulla base dei risultati dell'analisi condotta, è stata svolta un'ottimizzazione topologica per esplorare soluzioni alternative che potessero offrire un miglior rapporto tra peso e rigidezza. I risultati dell'ottimizzazione topologica sono stati poi interpretati per guidare una seconda fase di modellazione CAD. Infine, la scatola della trasmissione ottimizzata è stata sottoposta a un'ulteriore analisi FEM per convalidare la progettazione finale.
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Abstract
The following thesis work addresses the process of design, analysis, and optimization of a gearbox for an electric vehicle within the "Formula Student" project. The design process began with the analysis of the forces involved, fundamental to understanding the stresses to which the transmission case would be subjected during operation. Subsequently, a preliminary CAD modeling of the gearbox was carried out, taking into account the geometric restrictions of the car, as well as the need for integration with other vehicle systems.
The Finite Element Method (FEM) analysis was then employed to assess the response to applied loads and to identify areas of potential improvement. Based on the results of the analysis conducted, a topological optimization was carried out to explore alternative solutions that could offer a better weight-to-stiffness ratio. The results of the topological optimization were then interpreted to guide a second phase of CAD modeling. Finally, the optimized transmission case was subjected to a further FEM analysis to validate the final design.
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