Designing and Manufacturing of a Formula Student Monocoque Chassis

Abstract

This thesis introduces methods used to design and manufacture a Formula Student type monocoque chassis. The objective was to investigate methods used to manufacture and design monocoque chassis from CFRP structure. Additionally, this thesis was created as a baseline for future development.

Evaluation of CFRP panel properties were done by studying classical laminate theory and FEA of laminate structures. Manufacturing of the monocoque introduces the use of carbon fibre prepreg with aluminium honeycomb core. Embedded insert systems were introduced for fixtures attached to the structure.

Result of this thesis was a first CFRP monocoque chassis for Metropolia Motorsport. This result can be used to develop the design and manufacturing methods for future projects.

Tämä opinnäytetyö esittää menetelmiä hiilikuituisen monokokki rungon suunnitteluun ja valmistamiseen. Työn tavoitteena oli tutkia eri valmistus- ja suunnittelumenetelmiä hiilikuitulujitetuille muovirakenteille. Lisäksi tämä projekti toteutettiin tuleville projekteille lähtökohtana.

Työssä esitellään hiilikuitulujitettujen paneelien ominaisuuksien arviointia klassisen laminaattiteorian ja lujuusopin elementtimenetelmän avulla. Valmistusmenetelmät käsittelevät hiilikuitu prepreg materiaalien käyttöä alumiinisen hunajakenno ydinaineen kanssa. Paneeleihin upotettuihin insertti rakenteisiin tutustuttiin ja niiden suunnittelu esitellään.

Lopputuloksena oli Metropolia Motorsportin ensimmäinen hiilikuitu monokokki. Monokokkia voi käyttää tulevaisuuden runkosuunnittelun lähtökohtana.