Alatukivarsien ja raidetankojen suunnittelu McPherson-pyöräntuentaan
Karjalainen, Aimo (2017)
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2017110916817
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2017110916817
Tiivistelmä
Tässä opinnäytetyössä mitoitettiin ja suunniteltiin alatukivarret ja raidetangot ralliauton prototyyppiin. Työn tavoitteena oli selvittää menetelmä alatukivarsien mitoitukseen ja sen pohjalta suunnitella koko toimintaalueellaan virheettömästi toimivat osat.
Suunnittelutyössä analysoitiin pyöräntuennassa vaikuttavia voimia kaksimassaisen värähtelijän matemaattisella mallilla MS Excel -ympäristössä. Syntyvät rasitukset jaettiin pyöräntuennan eri osille Autodesk Robot -ohjelmistolla. Lisäksi rasitusten suuruutta arvioitiin käsin laskemalla. Saatujen tulosten ja kirjallisuustietojen perusteella suoritettiin lujuusmitoitus suunnitellulle rakenteelle suorittamalla peruslaskenta käsin ja analysoimalla valmiin rakenteen kriittisiä kohtia elementtimenetelmää hyödyntäen.
Suunnittelutyössä pohdittiin myös materiaalinvalintaa ja kokoonpanon komponenttien valintaperusteita suunnitelluille osille ja pohdinnan perusteella valittiin soveltuvat osat. Työn tuloksena syntyivät matemaattiset mallit, piirustukset ja 3D-geometriamallit. Tuloksiin verrattuna suunniteltuja osia voidaan pitää toimivina ja niille asetetut tavoitteet täyttyivät.
Tehdyn työn perusteella havaittiin, että määrittelyä sisältävä suunnitteluprojekti on monivaiheinen kokonaisuus. Sen onnistuminen edellyttää perehtymistä ammattikirjallisuuteen ja teoriaan, jonka perusteella suunnittelu suoritetaan. Havaittiin, että matemaattisiin malleihin liittyvät yksinkertaistukset vaativat välttämättä käytettyjen menetelmien testauksen ja todentamisen, kun ajoneuvo on saatu rakennettua.
Suunnittelutyössä analysoitiin pyöräntuennassa vaikuttavia voimia kaksimassaisen värähtelijän matemaattisella mallilla MS Excel -ympäristössä. Syntyvät rasitukset jaettiin pyöräntuennan eri osille Autodesk Robot -ohjelmistolla. Lisäksi rasitusten suuruutta arvioitiin käsin laskemalla. Saatujen tulosten ja kirjallisuustietojen perusteella suoritettiin lujuusmitoitus suunnitellulle rakenteelle suorittamalla peruslaskenta käsin ja analysoimalla valmiin rakenteen kriittisiä kohtia elementtimenetelmää hyödyntäen.
Suunnittelutyössä pohdittiin myös materiaalinvalintaa ja kokoonpanon komponenttien valintaperusteita suunnitelluille osille ja pohdinnan perusteella valittiin soveltuvat osat. Työn tuloksena syntyivät matemaattiset mallit, piirustukset ja 3D-geometriamallit. Tuloksiin verrattuna suunniteltuja osia voidaan pitää toimivina ja niille asetetut tavoitteet täyttyivät.
Tehdyn työn perusteella havaittiin, että määrittelyä sisältävä suunnitteluprojekti on monivaiheinen kokonaisuus. Sen onnistuminen edellyttää perehtymistä ammattikirjallisuuteen ja teoriaan, jonka perusteella suunnittelu suoritetaan. Havaittiin, että matemaattisiin malleihin liittyvät yksinkertaistukset vaativat välttämättä käytettyjen menetelmien testauksen ja todentamisen, kun ajoneuvo on saatu rakennettua.