Riassunto analitico
La tesi presenta lo sviluppo di un modello ad elementi finiti per l’analisi termica del
gruppo ruota di un veicolo da competizione, nello specifico di un prototipo di formula
student.
L’obiettivo del lavoro `e quello di creare un modello affidabile, che permetta di
predire i transitori dei gradienti termici sui componenti interessati, per la durata degli
eventi dinamici di una gara di formula student, in particolare autocross ed endurance.
I componenti che fanno parte dell’assieme in analisi sono descritti nel dettaglio.
Il modello FEM `e realizzato usando l’ambiente HyperM esh di Altair, mentre
l’analisi `e eseguita con il risolutore OptiStruct. La definizione delle condizioni a con-
torno e dei carichi termici ha richiesto particolare attenzione. Acquisizioni di teleme-
tria di recenti test in pista hanno rappresentato la linea guida per la messa a punto del
modello. Da queste sono state estratte, con una fase di postprocessing dei dati, le
informazioni sulle temperature dei dischi freno e sulla potenza dissipata in frenata.
I parametri di trasmissione termica sono stati inizialmente reperiti in letteratura e
attraverso database di materiali, insieme all’uso di risultati di simulazioni CFD ese-
guite dalla divisione di aerodinamica della squadra. Ad ogni modo, una messa a punto
dei suddetti parametri `e stata necessaria per raggiungere la convergenza con i dati di
telemetria a disposizione.
La parte finale del lavoro si concentra sulla descrizione di un piano di test al fine di
una completa validazione del modello.
|
Abstract
This thesis presents the development of a Finite Element model for the heat transfer
analysis of the wheel assembly of a race car vehicle, specifically of a formula student
prototype.
The aim of the work is to create a reliable model which allows to predict transient
temperature gradients over the interested components, throughout formula student’s
dynamic events, in particular for autocross and endurance events.
The components which are part of the assembly under analysis are described in
detail.
The FE modeling is made using Altair’s HyperM esh environment, and the anal-
ysis is carried out with OptiStruct solver. Particular attention has been put in the
definition of boundary conditions and proper thermal load definition. The guideline
followed in the tuning of the model is represented by telemetry acquisitions of recent
track tests from which information about brake disc temperatures and brake power dis-
sipation can be extracted with post processing analysis.
Heat transfer parameters are initially found in the literature and through material
databases, together with the use of results from CFD simulations carried by the aerody-
namics division of the team. Nevertheless, a fine tuning of said parameters is necessary
to reach convergence with the telemetry data available.
The final part of the work is focused on the test planning description for the full
validation of the model.
|
