Szénszálerősítésű kompozit lengőkar rétegrendjének optimalizálása verseny-motorkerékpárhoz

Layer optimization of a carbon fiber reinforced composite swingarm for a racing motorcycle

Authors

  • KUN Krisztián
  • Sárkány Tamás

Keywords:

kompozit, szénszál, rétegrend, optimalizálás, lengőkar, composite, carbon fiber, layer order, optimization, swingarm

Abstract

Due to their many favorable properties, fiber-reinforced composite materials receive special attention in motorsports. Cause the inhomogeneous material properties, the constructions require more complex sizing procedures in several aspects. In our research, we provide a brief insight into the sizing methods of a carbon fiber-reinforced swingarm for an electric racing motorcycle. The main strength and elastic properties of the material structure are determined by the characteristics of the components and their proportions. The optimization of the layer order was performed by integrating analytical and empirical methods. During the simulation process, the loads was performed according to the requirements of the competition rules. At the end of the design process, we presented the process of product creation, keeping in mind the specifics of the applied manufacturing technology.

Kivonat

Számos kedvező tulajdonságaiknak köszönhetően a versenysportban kiemelt figyelmet kapnak a szálerősített polimer ágyazású kompozit alapanyagok. A konstrukciók inhomogén anyagtulajdonságaik miatt több szempontból komplexebb méretezési eljárásokat igényelnek. Kutatásunkban egy elektromos hajtású versenymotor szénszál erősítésű lengőkar alkatrészének méretezési módszereibe enged rövid betekintést. Az anyagszerkezet fő szilárdsági és rugalmassági tulajdonságait az összetevők jellemzői és azok arányai határozzák meg A rétegrend optimalizálását analitikus és empirikus eljárások integrációjában hajtottuk végre. A szimulációs folyamat során a terhelések felvételét a versenyszabályzatban irányzott követelmények szerint végeztük. A tervezési folyamat végén az alkalmazott gyártástechnológia sajátosságait szem előtt tartva a termékalkotás folyamatát szemléltettük.

References

Czvikovszky Tibor, Nagy Péter, Gaál János: A polimertechnika alapjai (2007) ISBN 963 420 855 X

Dr. Kovács György: Szálerősítéses műanyag profilos tartók és cellalemezek vizsgálata, optimális méretezése, PhD értekezés, Miskolc, 2004

Dr. Szabó Ferenc János, Sarka Ferenc, Tóbis Zsolt, Bihari Zoltán: Numerikus analízis, szimuláció, Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest, 2009

Carl Hanser Verlag, P. K. Mallick and S. Newman: Composite materials technology. Processes and properties, Munich, 1990. pp. ISBN 3‐446‐15684‐4 1991. DOI: 10.1002/pi.4990250316

William F. Milliken, Douglas L. Milliken: Race Car Vehicle Dynamics, Society of Automotive Engineers Publications Group, United States, 2012.

Song, Z., & Zhao, X. (2017). Research on lightweight design of automobile lower arm based on carbon fiber materials. World Journal of Engineering and Technology, 5(4), 730-742. DOI: 10.4236/wjet.2017.54061

Maheshbabu, P., Ramkumar, R., & Ajay, D. (2021). Design and Analysis of Swing Arm Using Carbon Fiber Composite by Using Creo 2.0 and ANSYS. In Recent Trends in Mechanical Engineering (pp. 531-544). Springer, Singapore. DOI: 10.1007/978-981-15-7557-0_44

Airoldi, A., Bertoli, S., Lanzi, L., Sirna, M., & Sala, G. (2012). Design of a motorcycle composite swing-arm by means of multi-objective optimisation. Applied Composite Materials, 19(3-4), 599-618

Schüppel, D., & von Reden, T. (2018). CFRP Motorcycle Rear Swing Arm. Lightweight Design worldwide, 11(6), 38-41. DOI: 10.1007/s41777-018-0054-4

Smith, B., & Kienhöfer, F. (2015). A carbon fibre swingarm design case study. JS Afr. Inst. Mech. Eng, 31, 1-11.

Downloads

Published

2021-05-13 — Updated on 2021-05-13

How to Cite

[1]
Krisztián, K. and Tamás, S. 2021. Szénszálerősítésű kompozit lengőkar rétegrendjének optimalizálása verseny-motorkerékpárhoz: Layer optimization of a carbon fiber reinforced composite swingarm for a racing motorcycle. Nemzetközi Gépészeti Konferencia – OGÉT. 29, (May 2021), 126–131.

Issue

Section

B. szekció – Anyagtudomány és -technológia