“Σχεδιασμός μονοθέσιου αγωνιστικού οχήματος προδιαγραφών Formula SAE” - Πατηνιώτης, Σταύρος (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Μηχανολογικών Κατασκευών και Αυτομάτου Ελέγχου. Εργαστήριο Οχημάτων, 2015)
Στόχος της εργασίας είναι ο σχεδιασμός και η μελέτη, μέρους πλαισίου αγωνιστικού μονοθέσιου τύπου Formula Student. Το formula student είναι ένας διαπανεπιστημιακός διαγωνισμός, οπού φοιτητές καλούνται να σχεδιάσουν και να κατασκευάσουν, ένα πλήρως λειτουργικό αγωνιστικό μονοθέσιο, στα πλαίσια πάντα των κανονισμών που θεσπίζουν οι διοργανωτές. Κανόνες οι οποίοι εστιάζουν στην ασφάλεια του οδηγού, αλλά αφήνουν κατά τα άλλα το πεδίο ελεύθερο για τους διαγωνιζόμενους να αναπτύξουν νέες ιδέες. Το πλαίσιο το οποίο θα σχεδιάσει η ομάδα αποτελείτε από τρία βασικά μέρη. Ένα εμπρόσθιο, το οποίο αποτελεί το cockpit του οδηγού, εδράζετε σε αυτό η μπροστινή ανάρτηση και θα είναι κατασκευασμένο από αλουμινένιο sandwich. Ένα μεσαίο ατσάλινο χωροδικτύωμα, που συγκρατεί τον κινητήρα και ένα πίσω από πλάκες αλουμίνιο κομμένες σε CNC φρέζα, που συγκρατεί την πίσω ανάρτηση και την μετάδοση του οχήματος. Σε αυτή την εργασία ασχοληθήκαμε με το εμπρόσθιο μέρος του πλαισίο-παρόμοιου είδους κατασκευή μπορεί να δει κανείς σε Formula1 μονοθέσια πριν από το 1980. Ξεκινώντας από τον σχεδιασμό, υπήρξαν πολλοί περιορισμοί που λάβαμε υπόψιν. Αρχικά μελετήσαμε την ιδανική θέση του οδηγού που πρέπει να ικανοποιεί και τον οδηγό αλλά και την απαίτηση για χαμηλό κέντρο βάρους. Έπειτα, κάνοντας πρόβλεψη για το βάρος των κύριων τεμαχίων του οχήματος, τοποθετήσαμε του άξονες στην ανάλογη απόσταση από τον οδηγό και τον κινητήρα, για την επιθυμητή κατανομή. Οι κανονισμοί, επίσης επιβάλουν κάποιους χωρικούς περιορισμούς για το cockpit, αλλά και για την αντοχή του πλαισίου, με γνώμονα την ασφάλεια όπως αναφέραμε. Τέλος τα σημεία στο χώρο που θα τοποθετηθεί η ανάρτηση ήταν από τους σημαντικότερους περιορισμούς. Στο τμήμα της μελέτης πραγματοποιήσαμε έναν αριθμό πειραμάτων, που μας βοήθησε αφενός να επιλέξουμε το είδος του sandwich που θα χρησιμοποιούσαμε ανάμεσα σε 2 υποψήφια και έτσι ολοκληρώσαμε τον σχεδιασμό. Έπειτα έγινε εξίσωση των αποτελεσμάτων του πειράματος, με την μέθοδο τον πεπερασμένων στοιχείων (ANSYS, Static Structural), έτσι ώστε να χρησιμοποιηθεί τελικά το σωστότερο μοντέλο για την μελέτη, ολόκληρου του πλαισίου. Έγινε υπολογισμός των φορτίσεων που καταπονούν το εμπρόσθιο κομμάτι μέρος, που αφορά τα 3 χειρότερα σενάρια, έχοντας σαν δεδομένα την μέγιστη επιτάχυνση που μπορούν να φέρουν τα ελαστικά αλλά και κάποιες επιδόσεις από αντίστοιχα μονοθέσια.