赛道上的Dynamis DP11。
赛车一直处于研究和发展的最前沿,因为每一支车队都希望从竞争对手那里获得优势,并在每圈中丢掉宝贵的几秒钟。为了帮助培养未来的汽车工程师,汽车工程师方程式协会(Formula Society of automotive engineers,简称SAE)是一项全球性的学生竞赛,各个大学团队竞相开发类似于方程式的小型赛车。
2019年,赛车部门在Intalian University PoliteCnico di Milano,Dynamis PRC,正在寻找一种新材料来改善其汽车转向柱和悬架的性能。为此,Dynamis PRC与领先的复合技术公司加强复合材料与高速工程设计带来了拓展。
学生项目通常不被认为是设计复杂性的首要因素。虽然Dynamis PRC是一个学生领导的组织,但它的实践绝不是业余的。Dynamis总部位于意大利一流的工程大学之一,专注于设计和制造方程式风格的汽车,以参加SAE方程式竞赛。虽然名单上可能满是学生,但它的等级制度是务实的,它学习和创新的决心也是如此。
2018年是相当成功的一年,车队在所有比赛中都稳居前十,迪Dynamis正在寻找一种方法,以推动下一年的SAE方程式赛车比以往任何时候都走得更远,并获得杆位。
减的是重量,不是力量
“我们刚刚开始了成功的一年结束,但球队知道我们的车辆可以更好地表现更好,”Andrea Vezzoli,Dynamis技术总监Andrea Vezzoli解释道。“我们希望为该年的模型实现两个主要目标,名叫DP11。首先是减少汽车的重量,第二个是改善悬架,因为我们觉得在上一年,这就是让我们回来的东西。“
将转向柱作为主要的减重区域,Dynamis开始寻找新的材料。改进重量是至关重要的,因为其他车队也会改进他们的汽车,其中许多得到了主要汽车制造商的支持。
在研究新材料时,Dynamis遇到了米兰理工大学校友Francesco Ierullo,他目前是Exel Composites的南欧和西欧销售主管和ima。“当他们联系我时,我回想起了自己在米兰理工大学学习工程的经历,”Ierullo解释道。
“在我学习期间,我就已经知道了SAE方程式赛车,它的发展和这些车队中许多学生所拥有的设计技能让我感到惊喜。我们一直在寻找将复合材料交到学生手中的方法,”Ierullo继续说道。
最小化时间和重量
在与车队回顾了重点领域后,Exel Composites建议使用多种碳纤维管。Ierullo解释说:“在会议期间,我们很高兴看到他们对这个项目的热情,我们尽我们最大的努力提出了帮助他们设计的潜在方法。”
Andrea Vezzoli说:“在选择最适合我们需求的碳纤维管之前,我们评估了几种不同的碳纤维选择。”“使用碳纤维是减轻驱动柱重量的真正突破。我们减掉了15公斤,这帮助我们缩短了两秒的圈速。”
碳纤维的另一个奖励是它的强度。汽车的驱动柱必须抵抗峰值负荷的三倍,这对于我们的设计为100牛顿仪表(NM)。使用外来的碳纤维,我们能够将其推至140nm,材料仍然是功能性的,与许多将捕捉的金属不同。“
“这种材料的性能给我们留下了深刻的印象,”Dynamis公司悬挂和传动系部门负责人Ernesto Riccardo解释道。“我们建立了一个材料数据库,并使用一种算法来表明哪种材料最适合某些组件。一旦我们将Exel产品的属性输入到数据库中,算法就会告诉我们每次都要使用它。与我们之前尝试过的其他游戏相比,这是另一个层面。”
Exel的管道也被用来增加车辆的悬挂刚性而不增加其重量。还有许多其他材料。这种力会使汽车部件变形,降低其效率,但使用碳纤维完全避免了这个问题。
整合创新
在转换到复合时,可能会出现两个潜在的问题。第一个问题是切割和加工材料的方法不同。使用复合材料的风险在于,在切割过程中,特别是在使用水射流等工具时,它们会发生分层,这可能会导致材料失去性能,并危及其稳定性。
另一个问题是,要将复合材料固定到位,必须修改框架,因为复合材料不能焊接到位。相反,它们必须被粘住。这些修改可以改变车辆外形的重量,这意味着必须正确地进行粘合。Exel通过推荐复合材料连接器的最佳选择,同时解释每种材料切割的最佳方法,避免了这些问题的发生。
“部分的整合过程非常光滑,外皮复合材料向我们解释了一些必需品,但大多数情况下,它习惯于胶合而不是焊接,”Vezzoli解释道。“整个团队对工作材料有多容易同样惊讶;我们期待遇到一些打嗝,但材料的质量意味着转换是无缝的。“
击中道路跑步
虽然SAE方程式赛车是一项赛车赛事,但并不是一场比赛就能决定谁是冠军。相反,每支车队参加各种各样的比赛,以衡量赛车的不同品质。停止时间、加速和敏捷性都在不同的阶段进行测试,团队将根据每个焦点区域获得分数,得分最多的团队将赢得比赛。
安装了新的碳纤维部件后,迪Dynamis能够驾驶赛车参加四场比赛。第一场比赛在荷兰举行,该队全队获胜。回到意大利参加第三场比赛,迪纳米斯看到了另一场胜利。
在德国举行的最后一场比赛是最艰难的。德国是世界上许多大型汽车制造商的故乡。Vezzoli解释说:“我们已经准备好迎接一场具有挑战性的比赛。”“许多德国车队都与当地汽车制造商有直接联系,所以我们知道,这款车必须表现出色,才能帮助我们实现目标。”即使面对世界上最具竞争力的球队,迪纳米斯也取得了强大的第三名的位置,使本赛季成为迄今为止最成功的赛季之一。
向前推动
虽然2020赛季被推迟了,但Dynamis队期待着下一个挑战。“我们的长期计划之一是开始参加电动版SAE方程式赛车的比赛。这也是我们2019年战略减肥重点的原因之一。”Vezzoli解释道。
使用复合材料是Dynamis的突破。在下一个赛季,团队计划开始将一些加热的玻璃纤维元素纳入其空气动力学翅膀中,以获得新的轻量化阶段。
复合材料正在成为汽车工业的支柱。无论汽车制造商选择碳纤维还是玻璃纤维,其在性能、强度和重量上的潜在优势都能真正推动汽车的发展。
Exel Composites已经为汽车行业提供复合材料管、型材和层压板。例如,电动汽车(EV)电池外壳就是一个例子,它展示了一种轻型复合材料的力量如何能够支持我们对电动汽车日益增长的需求。
赛车是一种恒定的创新来源,不仅适用于技术,而且还适用于在汽车上工作的工程师。物料选择是在许多这些创新的核心,复合材料展示了众多益处,可以使车辆更轻,更强大,更高效。确保未来的工程师尽早暴露于复合材料,这是确保下一代准备使用材料并让它引导他们胜利的关键。
加强复合材料
Exelcomposites.com.
了下:•先进的材料




