Selected issues from the analysis of composite vehicle bodies

• Autorzy: Gołębiewski Łukasz , Żach Piotr

Identyfikatory

DOI

10.24136/tren.2022.013

Warianty tytułu

PL

Wybrane zagadnienia z analizy kompozytowych nadwozi pojazdów

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Issues related to designing support frames and bodies for electric delivery vehicles (eVans) are the topic discussed by engineers around the world. Design processes are based on classic solution models which use structural steel profiles. Directions for development include the production of highly tensile steel frames with increased strength parameters. The authors of the article designed and constructed a prototype polymer body for a delivery vehicle. They conducted detailed multi-variant numerical analyses on the prototype and preliminary experimental tests. The obtainedresults clearly confirmed the correctness of the formulated thesis about the possibility of designing bodies made of structural plastics dedicated to electric vehicles. For a static-loaded parts of structure uniform stress distribution without concentration, with maximum stress value of 25 MPa was achived. For parts of structure carrying dynamic loads shape-derived stress concentration is inevitable. Nevertheless, the stress level of 96 MPa is within the limits of strength, due to the velocity-dependent material properties.

PL

Problematyka projektowania ram nośnych i zabudów pojazdów dostawczych elektrycznych typu eVan jest przedmiotem opracowań dyskusji środowiska inżynierskiego na całym świecie. Procesy projektowania bazują na klasycznych modelach rozwiązań wykorzystujących profile ze stali konstrukcyjnej. Kierunki rozwoju obejmują wytwarzanie ram wysoko wytężonych ze stali o podwyższonych parametrach wytrzymałościowych. Autorzy artykułu zaprojektowani i wykonali polimerową prototypową zabudowę pojazdu dostawczego. Przeprowadzili szczegółowe analizy numeryczne na prototypie oraz wstępne badania doświadczalne. Uzyskane wyniki jednoznacznie potwierdziły słuszność sformułowanej tezy o możliwości zaprojektowania zabudów dedykowanychpojazdom elektrycznym z tworzyw konstrukcyjnych.

Słowa kluczowe

EN

vehicle support frame; transport body; delivery vehicle; eVan; composite materials

PL

eVan; materiały kompozytowe; pojazd dostawczy; rama nośna pojazdu; zabudowa transportowa

• Wydawca: Uniwersytet Technologiczno-Humanistyczny im. Kazimierza Pułaskiego w Radomiu
• Czasopismo: Journal of civil engineering and transport
• Rocznik: 2022
• Tom: Vol. 4, No. 4
• Strony: 9--20
• Opis fizyczny: Bibliogr. 29 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Gołębiewski Łukasz

• Institute of Machine Design Fundamentals, Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering, Warsaw University of Technology, Narbutta 84, 02-524 Warsaw, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-8301-7355

autor

Żach Piotr

• Institute of Machine Design Fundamentals, Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering, Warsaw University of Technology, Narbutta 84, 02-524 Warsaw, Poland

• https://orcid.org/0000-0001-9432-3748

Bibliografia

• [1] Directive 2007/46/EC of the European Parliament and of the Council of 5 September 2007 establishing a framework for the approval of motor vehicles and their trailers, and of systems, components and separate technical units intended for such vehicles (Framework Directive).
• [2] Ważyńska-Fiok K., Jaźwiński J. (1990). Niezawodność systemów technicznych, PWN.
• [3] Szabo F.J. (2018).Optimization of springs applied in vehicle suspension structure. In: Jármai, K, Bolló, B (eds) Vehicle and automotive engineering. Cham: Springer, 585–596.
• [4] Beer F., DeWolf J., Johnston E.R., et al. (2014). Mechanics of materials. New York: McGraw-Hill Education.
• [5] Editorial Board of the Automotive Engineering Manual (2001) Automotive engineering manual (for design). Beijing, China: China Communications Press.
• [6] CEB-FIP Model Code 1990, (1991). Committee Euro-International du Beton, Bulletin d’information, No. 195, 196.
• [7] Orzełowski S., (2009).Budowa podwozi i nadwozi samochodowych.
• [8] Reimpell J., Betzler W.J., (2001). Podwozia samochodów. Podstawy konstrukcji, WKŁ.
• [9] Reński A. (2004). Budowa samochodów: układy hamulcowe i kierownicze oraz zawieszenia, WKŁ. Selected issues from the analysis of composite vehicle bodies 20.
• [10] Zieliński A. (2008).Konstrukcja nadwozi samochodów osobowych i pochodnych, WKŁ.
• [11] Granovskii M., Dincer I., Rosen, M.A., (2006). Economic and environmental comparison of conventional, hybrid, electric and hydrogen fuel cell vehicles, Journal of Power Sources, 159(2), 1186–1193.
• [12] Khanse K.R., Shekhar P.P. (2013). Test set-up of BIW (Body in White) stiffness measurements, SAE technical paper, 2013-01-1439.
• [13] Informacje handlowe dotyczące wyrobów firmy AL-KO Technology Polska Sp. z o.o. 2021.
• [14] Informacje handlowe dotyczące pojazdów Fiat Ducato do zabudowy 2021.
• [15] Zehsaz M., Sadeghi M.H., Ettefagh M.M., et al. (2015). Fatigue strength of a chassis of a semiheavy truck under dynamic loads due to real road roughness, Trans FAMENA, 38(4): 89–105.
• [16] Kim Y., Yang J.M., Cho T. et al. (2019).Noncontact bending and torsional stiffness estimation model for automobile frames based on 3D displacements, IEEE Sens Journal, 19(17), 7707–7717.
• [17] Lee E. M., Shim D.S., Son J. Y. et al. (2016). Study on design of progressive dies for manufacture of automobile structural member using DP980 advanced high strength steel, Journal Mech Sci Technol, 30(2), 853–864.
• [18] Wang, X. C., Lu Q. et al. (2019).Numerical analysis on aerodynamic performance of different automobile body shape, IOP Conf Ser Earth Environ Sci, 242(3): 032027.
• [19] Hongshen Z., Gan H., Dali Y. (2019). Numerical modeling for the frame structure of light vantype electric truck, Sage Journal 5/2020.
• [20] Wang X., Xu, W, Huang et al. (2012). Simulation of the vertical bending fatigue test of a five-link rear axle housing, Int Journal Automot Technol, 13(6), 923–932.
• [21] Zhang M., Ji X., Li L. (2016).A research on fatigue life of front axle beam for heavy-duty truck, Adv Eng Softw, 91, 63–68.
• [22] Duan L., Sun G., Cui J., et al (2019).Crashworthiness design of vehicle structure with tailor rolled blank, Struct Multidiscip Optim, 53(2), 321–338.
• [23] Zuo W., Yu J., Saitou K. (2016). Stress sensitivity analysis and optimization of automobile body frame consisting of rectangular tubes. Int Journal Automot Technol, 17(5), 843–851.
• [24] Aghav H.L., Walame M.V. (2016). Stress analysis and fatigue analysis of front axle of heavy-duty truck using ANSYS Ncode design life for different loading cases, Journal Eng Res Appl,6(6),78–82.
• [25] Jenefeldt F. (2008). Investigating the effects of strengthening the crossbeam in frontal car-to-car impacts, Int Journal Crashworthiness, 13(1), 1–8.
• [26] Ma Y., Li Y. (2011).Fatigue life analysis of the van body frame based on ANSYS, AIMSEC.
• [27] Zhou C., Zhao L. (2012). Analytical calculation theory of elastic mechanics of vehicle suspension, Mechanical Industry Press.
• [28] Ma X., Sheng Y. (2004). Finite element analysis and optimization of frame stiffness and modal, Bus Technol Res, 26(4), 8–11.
• [29] New Fiat Ducato (2016).Converters’ and Upfitters’ Manual.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).