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在快车道与fva工作台:方程式学生队ka赛车

图1:ka - racing使用FVAWorkbench设计软件计算其获胜驱动器

软件开发公司FVA GmbH协助来自卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)的ka - racing团队使用FVA- workbench变速箱开发软件。ka - racing是德国Formula Student国际设计大赛中最成功的团队之一,各大学通过自制的方程式赛车相互竞争。2020年,KIT在整体类别和几乎所有在线活动的子类别中都取得了优异的成绩。这款车在2021年的比赛中做得更好,主要重点是进一步开发动力系统。为了做到这一点,卡尔斯鲁厄团队依赖于领先的FVA-Workbench设计软件。

“为了在比赛中继续取得成功,我们必须一个又一个赛季地把变速箱设计提升到目前的最先进水平。FVA-Workbench使我们能够将最新的研究成果整合到我们的齿轮设计中,这使我们能够在专业水平上设计汽车,”KIT ka - racing电动传动系统团队负责人Daniel Hartmann说。

FVA-Workbench:前沿变速箱设计软件

汽车和驱动技术产品的开发周期越来越短。这使得快速、可靠的变速箱建模和计算更加重要。许多公司依靠FVA-Workbench进行变速箱系统的高效仿真和计算。该软件的功能可以高度自动化,并且易于定制。分析方法保证快速可靠地解决关键驱动技术问题。对不能用解析精确描述的物体的计算可以用适当的数值方法加以补充。该软件的直观建模技术保证一致的,有效的,和可制造的齿轮系统每一次(了解更多在:www.fva-service.de).

2021年Formula Student: FVA-Workbench的胜利驾驶

ka - racing今年比赛的目标是将KIT21e赛车设计得比之前的车型更轻,更符合空气动力学原理。为了实现这一目标,车队使用了车轮上的空空间来放置新变速箱。这使得单体更窄,允许额外的空气动力学功能表面添加。功率密度新历18luck官网也增加了,因为必要的扭矩是在车轮接触路面之前转换的。在变速箱的上游,轴上的负载相应减少。这允许使用非常薄的轴,这大大减少了车辆的总重量。

ka - racing的新驾驶概念

驱动概念提供了一个两级行星齿轮在每个轮毂。驱动由定制设计,法兰安装电机提供。在紧凑的空间内,两级行星齿轮将扭矩和转速从最大的20,000转/分钟转换到1,500转/分钟左右。将车轮轴承集成到行星载体的第二阶段允许车轮负载耗散使用最短的可能的路径。

比赛中的高转弯速度产生较大的横向力,导致车轮悬架和行星载体变形。在最坏的情况下,这些变形可能导致负载分布不均,最终导致变速箱过早失效。对于这种类型的设计,证明变形不会对齿轮产生负面影响是至关重要的。

FVA-Workbench的一键式有限元设计工作流

“有限元方法的简单应用和优异的报告在FVA-Workbench使我们能够快速实现这个新概念,”KIT ka - racing电动传动系统团队负责人Daniel Hartmann说。

在开发新的KIT21e驱动器时,ka - racing团队对其将行星载体作为有限元组件的能力印象尤为深刻FVA-Workbench.所有的元件都可以直接从CAD导入,定位,然后考虑用FVA-Workbench的一键式有限元设计工作流。不再需要在外部工具中进行额外的计算,并且可以避免任何潜在的错误。

所有常见的CAD格式,以及本地Abaqus和Ansys有限元网格,都可以用于导入。CAD几何图形直接网格和合格与FVA-Workbench的内部网格化。资格检查网格是否有可能对解决方案产生负面影响的关键或不合适的元素。这为用户提供了关于网格质量的实时信息。

图2:在FVA Workbench报告中,作为有限元组件的KIT21e行星载体。

在一键式有限元法中,最重要的步骤是相对于齿轮箱模型的有限元网格的正确定位。一个交互式对话框指导用户通过该过程,以确保所有钻孔的定位正确。在内部,定位对应于一个从设计坐标系到实际坐标系的转换FVA-Workbench.这个潜在的容易出错的过程是完全自动化的。最后,对分析构件与有限元结构之间的连接节点进行了定位和选择FVA-Workbench

本杰明·阿伯特硕士现任FVA公司咨询与服务主管。

用户友好的输出报告使团队合作容易。在计算之后,ka - racing团队必须解释并记录结果。报告系统在FVA-Workbench大大简化了这个过程。设计结果以交互式、易于理解的HTML报告的形式呈现,可以定制并适应当前的任务。可以快速方便地添加新的图形或表格,以包含额外的信息。交互式HTML报告使与同事、主管或客户共享数据变得简单。收件人可以打开和编辑报告而不需要任何额外的程序。


文章“在FVA-Workbench的快车道上:方程式学生队ka - racing”出现在2021年10月《输变电工程》。新历18luck官网

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