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
Design of a carbon fibre monocoque for a Formula Student racing car
KTH, School of Engineering Sciences (SCI), Aeronautical and Vehicle Engineering, Lightweight Structures.
2018 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

A carbon fibre monocoque performs better than a steel tube space frame with regards to weight and torsional rigidity. Despite difficult and costly to manufacture, it is a must-have in order to get everything out of a racing car. The rules defined by Formula Student Germany dictates certain properties for the chassis and its accessories such as attachment points and fasteners. They also define the events in which the team and car will compete, which includes static events, yielding points for the design and manufacturing process behind the car, and dynamic events, where the car will perform in various tasks and races. Carbon fibre structures are manufactured by laying down multiple laminae on top of each other, allowing the design to feature fibre alignment dependent mechanical properties. An attempt was made to utilise particle swarm optimisation in order to maximise the efficiency of the structure. It was successful for plate problems but were only partially successful when extending the problem to beam structures. Instead, the problem was analysed and optimised by testing various lay-up schemes chosen by the author. The structure consists of a sandwich structure using foam as a primary core material with balsa wood as a secondary for reinforcing the chassis in attachment points. Fasteners were designed featuring brackets, backing plates, and a way to attach any device which might go onto the fastener such as roll hoops or wheel suspension. The chassis should be manufactured in two halves and bonded together using adhesive joints. The halves should be mirrored right and left halves to allow the attachment points for wheel suspension and roll hoops to be far from the joint. Several future research, design, and project suggestions are delivered in order to increase the performance of the car further, and to challenge the team.

Abstract [sv]

En monocoque i kolfiber presterar bättre än en stålrörsram med avseende på viktbesparing och vridstyvhet. Trots svårighet att kostnad att tillverka är den ett måste för att få ut allt av en racingbil.

Reglerna definierade av Formula Student Germany specificerar ett antal krav hos chassit och dess kringutrustning så som fästpunkter. De definierar även grenarna laget och bilen deltar i, inklusive statiska evenemang som i stort generar poäng för design- och tillverkningsprocessen, samt de dynamiska evenemang där bilens prestanda bedöms på ett antal punkter.

Kolfiberstrukturer är tillverkade genom att laminae läggs på varann, vilket ger tillverkaren möjlighet att skräddarsy strukturens egenskaper beroende på fiberriktningar hos lagren. Ett försök gjordes att optimera denna struktur med hjälp av partikelsvärmoptimering. Det lyckades i tvådimensionella problem med enkla plattor men lyckades väldigt begränsat när problemen expanderades till att appliceras på tredimensionella balkstrukturer. Istället analyserades problemet och optimerades genom att testa ett antal lay-ups utvalda av författaren. Strukturen består av en sandwichkonstruktion med skum som primärt kärnmaterial och balsaträ som sekundärt, för att förstärka fästpunkter i chassit.

Fästen för skruvförband var konstruerade inklusive en metod för att fästa olika föremål och instrument i dessa, som störtbågar och hjulupphängning.

Chassit bör tillverkas i två halvor och limmat ihop med en överlappning. Halvorna är uppdelade som speglade höger- och vänstersida för att de flesta fästpunkter ska hamna långt från fogen.

Flera förslag för framtida forskning, design, och projekt är givna för att i ett senare skede öka bilens prestanda ännu mer, och för att utmana laget.

Place, publisher, year, edition, pages
2018. , p. 112
Series
TRITA-SCI-GRU ; 2018:339
National Category
Vehicle Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-243876OAI: oai:DiVA.org:kth-243876DiVA, id: diva2:1287079
External cooperation
ÅF
Examiners
Available from: 2019-02-08 Created: 2019-02-08 Last updated: 2019-02-08Bibliographically approved

Open Access in DiVA

No full text in DiVA

By organisation
Lightweight Structures
Vehicle Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 328 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