Kaupunkiauton komposiittikorin suunnittelu ja siinä käytettävien materiaalien testaus
Tuominen, Tino (2012)
Tuominen, Tino
Metropolia Ammattikorkeakoulu
2012
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201205148024
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201205148024
Tiivistelmä
Tämä insinöörityö tehtiin Metropolia ammattikorkeakoulun vuonna 2010 käynnistyneeseen kaupunkiautoprojektiin. Tämän insinöörityön tarkoituksena oli suunnitella ja mallintaa kaupunkiauton komposiittinen kori sekä suorittaa korissa käytettävien rakennusmateriaalien lujuuskokeet. Korin rakennusmateriaalina käytetään pääosin hiilikuitukomposiittia, jonka lisäksi joissakin kohdissa käytetään myös selluloosakuitukomposiittia.
Tässä insinöörityössä tarkastellaan komposiittisen korin suunnitteluperusteita sekä miten suunniteltu kori jakautuu eri koripaneeleihin valmistusta varten. Koripaneelien suunnitteluprosessi käydään yksitellen läpi ja dokumentoidaan niiden suunnitteluun vaikuttaneet olennaisimmat seikat. Tämän lisäksi työssä tarkastellaan koripaneelien liitostekniikkaa sekä seikkoja, jotka pitää huomioida paneelien yhteen liittämisessä. Kori suunniteltiin ja mallinnettiin Catia V5 -ohjelmalla pintamallinnustekniikkaa käyttäen. Suunnittelutyön lisäksi työn puitteissa suoritettiin hiili- ja selluloosakuidusta valmistetuille koesauvoille veto- ja taivutuskokeet. Kokeiden tarkoituksena oli määrittää projektissa käytettävillä valmistustekniikoilla saavutettavat materiaalien lujuusominaisuudet. Olennaisena osana työhön kuului valmistustekniikoiden tarkka dokumentointi, jotta jatkossa voidaan valmistusprosessit toistaa samanlaisina ja materiaalien ominaisuudet voidaan näin ollen olettaa kokeiden tuloksia vastaaviksi.
Insinöörityön tuloksena syntyi valmis komposiittikorin malli, joka koostuu yhteensä 17 eri koripaneelista. Työ toimii myös tukimateriaalina tulevissa projekteissa, joissa auton kori on tarkoitus valmistaa komposiitista. Materiaalikokeiden osalta tulokset olivat osaltaan melko ristiriitaisia valmistajan ilmoittamiin arvoihin verrattuna. Materiaalien valmistus kuitenkin dokumentoitiin riittävän tarkasti, jotta ne voidaan valmistaa täsmälleen samanlaisella prosessilla ja uusia kokeet tarvittaessa.
Tässä insinöörityössä tarkastellaan komposiittisen korin suunnitteluperusteita sekä miten suunniteltu kori jakautuu eri koripaneeleihin valmistusta varten. Koripaneelien suunnitteluprosessi käydään yksitellen läpi ja dokumentoidaan niiden suunnitteluun vaikuttaneet olennaisimmat seikat. Tämän lisäksi työssä tarkastellaan koripaneelien liitostekniikkaa sekä seikkoja, jotka pitää huomioida paneelien yhteen liittämisessä. Kori suunniteltiin ja mallinnettiin Catia V5 -ohjelmalla pintamallinnustekniikkaa käyttäen. Suunnittelutyön lisäksi työn puitteissa suoritettiin hiili- ja selluloosakuidusta valmistetuille koesauvoille veto- ja taivutuskokeet. Kokeiden tarkoituksena oli määrittää projektissa käytettävillä valmistustekniikoilla saavutettavat materiaalien lujuusominaisuudet. Olennaisena osana työhön kuului valmistustekniikoiden tarkka dokumentointi, jotta jatkossa voidaan valmistusprosessit toistaa samanlaisina ja materiaalien ominaisuudet voidaan näin ollen olettaa kokeiden tuloksia vastaaviksi.
Insinöörityön tuloksena syntyi valmis komposiittikorin malli, joka koostuu yhteensä 17 eri koripaneelista. Työ toimii myös tukimateriaalina tulevissa projekteissa, joissa auton kori on tarkoitus valmistaa komposiitista. Materiaalikokeiden osalta tulokset olivat osaltaan melko ristiriitaisia valmistajan ilmoittamiin arvoihin verrattuna. Materiaalien valmistus kuitenkin dokumentoitiin riittävän tarkasti, jotta ne voidaan valmistaa täsmälleen samanlaisella prosessilla ja uusia kokeet tarvittaessa.