Formula SAE -kilpa-auton aerodynamiikkapaketin suunnittelu ja valmistus

Abstract

Insinöörityössä käsitellään Formula SAE -kilpa-auton aerodynamiikkapaketin suunnittelua ja valmistusta vaihe vaiheelta.

Työn tavoitteena oli valmistaa ensimmäinen täysi aerodynamiikkapaketti parantamaan Metropolia Motorsport Formula SAE -kilpa-auton suorituskykyä. Aerodynamiikkapaketti sisältää etu- ja takasiiven sekä aerodynaamisen pohjalevyn. Työn toinen tavoite oli tehdä hyvä pohjatyö tulevaisuutta varten, jotta auton aerodynamiikan kehitystyö olisi jatkossa helpompaa. Työtä käsittelevästä kilpa-autosta käytetään nimitystä HPF014E.

Sopivan aerodynamiikkapaketin määrittämiseen käytettiin Ansys-simulointiohjelmistoa, jonka avulla tehdään tietokoneavusteista virtauslaskentaa yleisesti autoteollisuudessa. Osien mekaanisessa suunnittelussa apuna käytettiin Catia V5 -3D-mallinnusohjelmistoa. Aerodynamiikkapaketin valmisprosessissa apuna oli oma kokemusperäinen tietotaito sekä tiimin aikaisempi kokemus komposiittiosien valmistuksesta.

Insinöörityön tavoitteet saavutettiin hyvin ottaen huomioon käytettävissä ollut aika, resurssit sekä projektin lähtökohdat. Aerodynamiikkapaketti saatiin valmistettua aikataulussa, mutta tarkempi testaaminen ja parantuneen suorituskyvyn todentaminen jäivät kesken.

This thesis describes the design and manufacturing process of an aerodynamic package for a Formula SAE race car.

The objective was to manufacture the first complete aerodynamic package to improve the performance of a Formula SAE race car manufactured by Metropolia Motorsport. The aerodynamic package includes front and rear wing and an aerodynamic underbody. Another objective was to make a good baseline work, so that development of aerodynamics would be easier in the future. The name of the race car in this work is HPF014E.

Ansys simulation software, which is generally used in the automotive industry, was used to determine the appropriate aerodynamic package for the car. Catia V5 3-D modelling soft-ware was used in the mechanical design of the parts. The author’s own knowledge and the Metropolia Motorsport team’s experience of working with composite parts helped in the manufacturing process.

The objectives of this thesis were obtained well considering the timetable, resources and the starting points of the project. The aerodynamic package was manufactured in time but further testing and verifying the performance gains were not finished.