Leveraging IoT in Formula SAE Contests: A Case Study of Cal Poly Pomona Formula SAE Team

技术

网络与连接 - 以太网
传感器 - 自动驾驶传感器

适用行业

汽车
生命科学

适用功能

产品研发

用例

智能停车
车辆到基础设施 (V2I)

服务

测试与认证

挑战

加州理工波莫纳方程式 SAE (CPPFSAE) 团队是一支参加 Formula SAE® 竞赛的学生管理团队，在寻求在比赛中名列前茅的过程中面临着重大挑战。每年，该团队都寻求应用新材料和技术来改进他们的赛车。然而，复合材料等新材料的引入提出了新的要求以及设计和开发挑战。该团队的目标是利用每种材料的优势，例如轻质设计或刚度潜力，但每种材料都必须单独设计。当团队决定设计和优化新的轮壳时，出现了一个特殊的挑战。他们需要一个软件工具来创建复合层压板设计。他们在使碳纤维层压板预浸料符合模具方面遇到了困难，他们试图通过增加减体积周期数并改用热减体积来解决这个问题。车轮上的后加工过程也是必要的。

关于客户

加州理工波莫纳方程式 SAE (CPPFSAE) 团队是一支由学生管理的团队，参加国际大学生设计竞赛 Formula SAE。该竞赛是全球规模最大的同类竞赛之一，吸引了来自数十个国家的学生。 CPPFSAE 团队成员在作为加州理工波莫纳分校的全日制学生的同时，从头开始设计、制造和测试赛车，投入数百个小时进行实践工程。团队与行业专业人士互动，与国际顶尖团队同台竞技。 CPPFSAE拥有20多年的比赛经验和30多名团队成员，是世界顶级团队之一。团队成员所获得的经验使他们成为许多世界顶级汽车公司备受追捧的员工。

解决方案

CPPFSAE 团队选择 Altair 的 HyperWorks 套件来设计和开发新轮壳。该软件提供了用于设计和分析层压板的强大功能，使其成为他们项目的理想工具。该团队通过在用作模具的标准 CAD 系统中创建几何形状来开始设计过程。然后，他们将 CAD 模型导入 HyperWorks 并生成模型的表面网格，包括他们计划使用碳纤维的特殊区域。该团队在网格顶部创建了层压板，并使用 OptiStruct 求解器运行有限元分析。然后，他们根据 OptiStruct 交付的结果改变参数、层和层的方向。该团队的设计优化基于最大限度地减少刚度增加约 10% 所需的层数。 HyperWorks 使他们能够直接制造几乎最终的产品。

运营影响

The use of HyperWorks in the design and development process of the CPPFSAE team's race car brought about significant operational benefits. The team was able to increase the stiffness of the chosen components by 10 percent while learning how to do a structural layout of carbon fiber composites. The software also allowed the team to decrease the unsprung mass of the car, a critical factor in race car performance. Furthermore, the team was able to go directly from design and analysis to production, streamlining their process and saving valuable time. The experience also provided the team with practical knowledge on how to work with state-of-the-art CAE software and apply a streamlined design and development process for composites, skills that are highly valuable in their future careers.

数量效益