Konwersja napędów spalinowych na elektryczne. Zaczynamy od szczegółów, kończymy na konkretach
Każdy projekt przechodzi różne fazy rozwoju oraz rozbudowy założonych celów i etapów. Zwykle zaczynamy od głównych idei, widzimy efekt końcowy, ale to dokładne skupienie się na danym elemencie doprowadza nas do uzyskania zamierzonych i mierzalnych efektów. Także i w tym projekcie nadszedł czas, żeby skupić się i rozwinąć prezentowany już temat z Etapu I, którym było zagospodarowanie przestrzeni bagażowej pojazdów na magazynowanie energii oraz zaprojektowanie szuflad na akumulatory. W Etapie III wracamy do problemu. Nareszcie szuflady z akumulatorami znajdą stabilne miejsce, dzięki zaprojektowanemu stojakowi na baterie.
Rys. 1. Stojak baterii
Cele Etapu III
Według postawionych już wcześniej założeń stojak na baterie ma być urządzeniem do magazynowania energii w dobranych akumulatorach, które będą wykorzystane do zabudowy zasobników w autobusie. Należało zaprojektować konstrukcję w taki sposób, aby miała odpowiednie gabaryty w stosunku do bagażnika i wymiaru zaprojektowanych szuflad w zasobniku. Kolejnym punktem było sprawdzenie, czy konstrukcja spełnia wszelkie konieczne warunki wytrzymałościowe. Wszystko dzięki opracowaniu odpowiedniej koncepcji 3D i opracowaniu modelu obliczeniowego do kalkulacji metodą elementów skończonych (MES). Aby analiza była wiarygodna należało odpowiednio zdefiniować połączenia spawane i śrubowe w konstrukcji oraz nadanie właściwych warunków brzegowych.
Rys. 2. Model zdyskretyzowany w wariancie z szufladami wsuniętymi
Rys. 3. Model zdyskretyzowany w wariancie z szufladami wysuniętymi
Opis realizacji zadania
Zaprojektowany model 3D konstrukcji stojaka na baterię, został poddany dyskretyzacji, aby była możliwość przeprowadzenia analizy wytrzymałościowej. Proces przeprowadzono za pomocą programu Siemens FEMAP. Opracowano geometrię oraz siatkę komponentów zespołu, która wykorzystuje elementy typu QUAD-kwadraty oraz TRIAS-trójkąty. Model należało przygotować w dwóch wariantach: z szufladami wsuniętymi oraz wysuniętymi.
W celu uproszczenia modelu obliczeniowego w miejscach połączeń znormalizowanych tj. śrubowych i spoin, zastosowano elementy sztywne RBE oraz belki.
Materiał konstrukcyjny przeznaczony na stojak to stal, a przewidziane obciążenie każdej z szuflad to 380 kg.
Otrzymane wyniki obliczeń prezentują maksymalne przemieszczenia oraz naprężenia zaistniałe w konstrukcji.
Dla wariantu z szufladami wsuniętymi:
- Przemieszczenie [mm] = 1, 0364
- Naprężenie [MPa] = 51, 692
Dla wariantu z szufladami wysuniętymi:
- Przemieszczenie [mm] = 0, 9935
- Naprężenie [MPa] = 46, 165
Wnioski z przeprowadzonego doświadczenia
Otrzymane wyniki zdecydowanie można uznać za osiągnięty sukces. Konstrukcja nie wykazuje znaczących spiętrzeń naprężeń, a zaistniałe przemieszczenia są niewielkie. Oczywiście każdą teorię należy sprawdzić w praktyce i mamy wielką nadzieję, że kolejne postępy w ramach projektu doprowadzą do jego finalizacji i zbudowania konstrukcji w rzeczywistości, nie tylko modelu 3D.
---------------------------
Literatura
- 20220804_Raport_analiz_wytrzymałościowych_stojaka_na_baterie-konwersja
- Raport_z_reali_zadan_Mackbus
- Dokumentacja techniczna: rys. SR 01.010.000
Mackbus Sp. z o.o.
ul. Henryka Sienkiewicza 2/12
86-050 Solec Kujawski
e-mail: info@mackbus.pl
www.mackbus.pl
