Wykorzystanie kompozytów węglowych w budowie kół ekopojazdu

• Autorzy: Ochałek Krzysztof , Mrozowski Patryk , Ochałek Anna , Krzysik Mateusz

Identyfikatory

DOI

10.15199/28.2025.3.2

Warianty tytułu

EN

The use of carbon composites in the construction of eco-vehicle wheels

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Materiały kompozytowe charakteryzują się wysoką wytrzymałością oraz modułem Younga sięgającym kilkuset GPa. Z powodzeniem znajdują one coraz szersze zastosowanie w konstrukcjach, gdzie dużą rolę odgrywa masa oraz sztywność. W pracy opisano proces tworzenia kompozytowych kół węglowych do pojazdu startującego w zawodach Shell Eco-marathon. Przeanalizowano zagadnienia związane z aerodynamiką kół oraz siłami na nie działającymi, a następnie przystąpiono do projektowania modułowego systemu pozwalającego na łatwą, szybką i bezinwazyjną dla łożysk ich wymianę. Koła ze względu na jednostkową produkcję wykonano metodą podciśnieniową, a poszczególne elementy połączono ze sobą jako element klejony. Badania doświadczalne wykazały, że uzyskane koło węglowe charakteryzowało się zdecydowanie większą sztywnością, mniejszym biciem promieniowym i osiowym.

EN

Composite materials are characterized by high strength and Young's modulus reaching several hundred GPa. In structures where mass and stiffness play a major role, they are successfully finding wider and wider application. This paper describes the process of creating composite carbon wheels for a vehicle competing in the Shell Eco-marathon competition. Issues related to the aerodynamics of the wheels and the forces acting on them were analyzed, and then a modular system was designed that would allow for easy, quick and non-invasive replacement of the bearings. Due to the individual production, the wheels were made using the vacuum method and the individual elements were connected together as a glued element. Experimental studies have shown that the obtained carbon wheel was characterized by significantly higher stiffness, lower radial and axial run-out.

Słowa kluczowe

PL

pojazd energooszczędny; sztywność kompozytów; laminat węglowy; wytrzymałość kompozytów; koła

EN

energy-saving vehicle; stiffness of composites; carbon laminate; composite strength; wheels

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2025
• Tom: Vol. 46, nr 3
• Strony: 13--17
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., fig., tab.

Twórcy

autor

Ochałek Krzysztof

• Państwowa Akademia Nauk Stosowanych w Krośnie, Krosno

• https://orcid.org/0000-0002-5301-2772

autor

Mrozowski Patryk

• Państwowa Akademia Nauk Stosowanych w Krośnie, Krosno

autor

Ochałek Anna

• Państwowa Akademia Nauk Stosowanych w Krośnie, Krosno

autor

Krzysik Mateusz

• Państwowa Akademia Nauk Stosowanych w Krośnie, Krosno

Bibliografia

• [1] Tamai G.: The leading edge – aerodynamic design of ultra-streamlined land vehicles. Robert Bentley, Inc. (1999).
• [2] Santin J., Onder C., Bernard J., Isler D., Kobler P., Kolb F., Weidmann N., Guzzella L.: The world’s most fuelefficient vehicle. Vdf Hochschulverlag A&G, an Der ETH Zurich (2007).
• [3] Riguetti S.: Design of a lightweight rim. Diploma Thesis Report (2003).
• [4] Tew G., Sayers A.: Aerodynamics of yawed racing cycle wheels. J. Wind Eng. Ind. Aerodyn. (1999).
• [5] www.mileage-challenge.com.
• [6] Durał D., Ochałek K.: Modernizacja konstrukcji ramy pojazdu startującego w zawodach Shell Eco-marathon. Napędy Sterowanie (2020).
• [7] Boczkowska A., Kapuściński J., Lindemann Z., Witemberg-Perzyk D., Wojciechowski S.: Kompozyty. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej (2005).
• [8] Rabek J.F.: Polimery. Otrzymywanie, metody badawcze, zastosowanie. Wydawnictwo Naukowe PWN. Warszawa (2013).
• [9] www.acralock.com.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki (2025).