Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Projekt Navilis: En studie av Agilis hjulnav
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Machine Design (Dept.).
2007 (Swedish)Independent thesis Basic level (degree of Bachelor), 10 credits / 15 HE creditsStudent thesisAlternative title
Projekt Navilis : A study of Agilis’es wheel hubs (English)
Abstract [sv]

KTH har sedan 2006 ett bidrag i Shell Eco Marathon, en tävling där den mest bränslesnålabilen skall konstrueras och byggas. För detta projekt pågår kontinuerligt arbete med att få mervikt och andra faktorer som ökar bilens förbrukning. Denna rapports syfte är att utreda krafterpå hjulen för att sedan kunna optimera naven utefter dessa.För att med maximal noggrannhet kunna bestämma de krafter som uppkommer i hjulen vidkörning under olika förhållanden skapades en modell över KTH:s tävlingsbidrag Agilis iMBS-programmet Adams. Modellen parmeteriserades med förhoppningen att den skall kunnavara till hjälp för kommande versioner av Agilis. Verifieringen visade att modellen har godöverensstämmelse med analytiska beräkningar. Faktum är att den var så god att den kanskeinte var nödvändig från början. Test bekräftades att de högsta krafterna föga förvånandeuppkommer när modellen välter under svängning. Den välter dessutom alltid under sammakraftpåverkan. Detta faktum underlättar kommande beräkningar på hjulet då det bara är ettfall att ta hänsyn till. För att adamsmodellen skall var lättarbetad ligger som bilaga D ensnabbguide till modellen.Beräkningarna på hjulet var pga. ekerfälgens komplexa geometri tänkta att utföras i FEMprogrammetANSYS. Detta fallerade tyvärr på att KTH bara har tillgång till en begränsadskolversion av ANSYS som inte fick utföra beräkningar på så stora system som ekerfälgenutgjorde. Även ANSYS svenska återförsäljare lyckade inte få ekermodellen körbar i denbegränsade versionen. Istället fick en grov modell ställas upp analytiskt. De numeriskaresultaten skall tolkas försiktigt men kraftfördelningen som leder fram till dessa är intressant.Baserat på resultat från tidigare analyser av ekerhjul gjordes konservativa antaganden om hurvertikala och laterala krafter var för sig belastar en ekergeometri. Beräkningarna har enligtantagandena utförts på de ekrar som ligger närmast kraften infästningspunkt. Eftersuperponering visar det sig att det på ena sidan navet blir både tryck och dragkrafter som tillstor del tar ut varandra. På den andra sidan kommer det däremot enbart att bli tryckkraftersom adderas. Huvudbelastningen ligger alltså i tryck. Den kommer dessutom att ligga påinnersidan navet som ligger på yttersidan i en sväng.2Genom den under projektet pågående informationssökningen stod det mer och mer klart attför att genomföra exakta beräkningar på en ekergeometri måste alla ingående elementsegenskaper vara preciserade. Det går med andra ord inte att optimera ett nav för en okändekergeometri eller fälg. Detta är rapportens huvudsakliga slutsats, då fälg, ekrar, ekring, osv.inte är kända går det tyvärr inte att ställa upp annat än allmänna rekommendationer för navet.Förhoppningen är att rapporten skall kunna ligga till grund för en kommande optimering avhela hjulgeometrin när agilisgruppen slutligen hittat fälgar som uppfyller däckens krav. Föratt framgångsrikt kunna genomföra en sådan optimering krävs dock att den går att köra somFEM-modellSlutligen ställdes det upp några rekommendationer för optimering av chassi ochsvinggeometri, förbättringar av modellerna, råd om ekring mm.

Abstract [en]

The Royal Institute of Technology has since 2006 a vehicle competing in the Shell EcoMarathon, a race where the most fuel efficient vehicle is to be designed and built. For thisproject there are continuous work going on, aiming at reducing the factors that affects the fuelefficiency. The purpose of this study is to investigate what kinds of forces that affects thewheels and with those data try to optimize the hubs.To achieve maximum accuracy in the force measurements of KTH:s vehicle Agilis a modelwas created in the MBS program Adams. The model was parameterized, hoping to make itmore useful to future versions of Agilis. The verification showed good conformity with theanalytical calculations. As a matter of fact it was good enough to raise doubt about the modelsnecessity. As expected, tests confirmed that the highest forces experienced by the wheels werewhen the model rolled over in a turn. The force values experienced during a roll over wereconstant. This result simplifies the solid mechanics calculations to come when there are onlyone set of forces to model. To make the adamsmodel easier to use there is a short (Swedish)guide in appendix D.The solid mechanics calculations were, because of the complexity of the sprocket wheel,intended to be carried out in the FEM program ANSYS. Sadly enough, this plan had to beabandoned because the Royal Institute of Technology:s license is only academic and couldnot handle the big system of a sprocket wheel. Even the Swedish retailer could modify themodel to make it simple enough. As a result an analytical study was constructed. The methodsused were not very precise and the numerical values obtained are more of estimation. It’s theforce distributions that are of interest. Based on the results of earlier studies of sprocketwheels, some conservative assumptions were made concerning how vertical and lateral forcesdo affect sprocket geometry. The calculations based on these assumptions were conducted onthe sprockets positioned closest to the area affected by the forces. After adding the results ofthe two kinds of forces it shows that one side of the hub is going to experience both pull andpush forces that will greatly reduce each other. The other side will be affected by two additive4forces in push. Hence, the highest load will be in push and it will affect the inner side of thehub on the outer side of a turn.The continuous information gathering during the study showed more and more clearly thatmore precise calculations on a sprocket wheel are not possible without precise information onall parts of the system. Therefore, it is not possible to optimize a hub without knowing all theelements of the wheel. The main conclusion of the study is that when we do not know forwhat type of rim, sprocket, sprocket geometry etc. the hub is intended to be used in, we cannot optimize it more than to give general recommendations. Hopefully, this study can providea knowledge base for a total wheel optimization when the tire optimized rims have beenfound. To be able to do so, a full version FEM program must be found.Finally, some recommendations was given concerning the chassi and steering geometry,improvements of the models, advice concerning sprocket geometry etc.

Place, publisher, year, edition, pages
2007.
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-171955OAI: oai:DiVA.org:kth-171955DiVA, id: diva2:844955
Examiners
Available from: 2017-02-13 Created: 2015-08-10 Last updated: 2017-02-13Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(3703 kB)23 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 3703 kBChecksum SHA-512
f7f368f9fd7dbe556713adf72d2cf8f4675c53cd6ab1ddbf07ea5a4c5b89930f7b6cc5b27b7610b6a1fa4bd974c7651bff7972f73e4349f9dccb0fcab1eaba12
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Machine Design (Dept.)
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 23 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 14 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf