ВВЕДЕНИЕ 6
1 Теоретическая часть 7
1.1 Введение в аэродинамику 7
1.2 Подъемная и прижимная силы 12
2 Программа Autodesk CFD 25
2.1 Autodesk 25
2.2 Autodesk CFD 27
2.3 Импорт нескольких форматов CAD 27
2.4 Подготовка геометрии с помощью SimStudio Tools 28
2.5 Высокое качество в представлении результатов 28
2.6 Среда проектирования 28
2.7 Применение в архитектуре и MEP 28
2.8 Интеллектуальное автоматическое зацепление 29
2.9 Поток жидкости и теплообмен 29
2.10 Управление потоком 30
2.11 Свободная площадь 31
2.12 Рассеивание тепла 31
2.13 Системные требования к программе Autodesk CFD 2018 31
3.1 Тягово-динамический расчёт болида Formula Student 33
3.2 Подготовка исходных данных для тягового расчета 33
3.3 Расчет внешней скоростной характеристики 35
3.4 Определение передаточного числа главной передачи 36
3.5 Силовой баланс автомобиля 37
3.6 Динамическая характеристика автомобиля 39
3.7 Разгон автомобиля 40
3.8 Время и путь разгона автомобиля 42
3.9 Мощностной баланс автомобиля 44
4 Исследовательская часть 46
4.1 Расчёт коэффициента аэродинамического сопротивления болида без антикрыла 46
4.2 Расчёт коэффициента аэродинамического сопротивления болида с
передним антикрылом 51
4.3 Анализ переднего антикрыла 53
5 Экономическое обоснование и эффективность проекта 55
5.1 Содержание процесса проектирования, изготовления и внедрения новой
конструкции 55
5.2 Расчет предпроизводственных затрат на НИиОКР 57
5.3 Расчет коммерческой эффективности 60
6 Безопасность и экологичность проекта 63
6.1 Описание рабочего места, оборудования и выполняемых
технологических операций 63
6.2 Вредные и опасные факторы при выполнении исследовательской
работы 64
6.2.1 Климатические условия 64
6.2.2. Пожаро- и взрывоопасность 64
6.2.3 Шум 65
6.2.4 Поражение электрическим током 66
6.3 Мероприятия по созданию безопасных условий труда при работе на ПК 66
6.3.1 Организационные мероприятия 66
6.3.2 Планировочные мероприятия 67
6.3.3 Технические мероприятия 67
6.3.4 Эргономические требования к рабочему месту 67
6.4 Экологическая экспертиза разрабатываемого объекта 69
6.5 Безопасность объекта при аварийных и чрезвычайных ситуациях 69
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 71
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 72
ПРИЛОЖЕНИЕ
Для гоночных автомобилей с открытыми колёсами (включая Формулу 1), прижимная сила является одним из четырёх важнейших характеристик дизайна (наряду с мощностью двигателя, весом, и покрышками) по крайней мере, с 1970-х годов, самой важной по состоянию на начало XXI века. Осознание того, что прижимная сила как аэродинамическая характеристика важнее лобового сопротивления пришло постепенно в начале 1960-х годов. Хотя уже в 1956 году швейцарский инженер Майкл Мэй установил первое антикрыло на Порше 550, даже в начале 1960-х годов некоторые специалисты по аэродинамике подчёркивали, что самым важным для гоночного автомобиля является лобовое сопротивление.
Соревнования Формула Студент - это своего рода задумка инженеров различных автомобильных фирм и компаний, которая предусматривает разработку болида с нуля и до готового продукта; построение болида и его необходимых составляющих подвески с учетом всех нюансов, которые будут влиять на болид во время заезда; испытать прототип для учёта и устранения всех недостатков, который в дальнейшем с успехом пройдет все испытания, а также дисциплины на соревнованиях Формула Студент.
На соревнованиях существует оценочная система, которая показывает успех творения команды разработчиков и инженеров. И, несмотря на то, что оценивают спортивный болид и его результаты, положительные оценки за него - это залог команды. Такой болид является отличный, но серьёзным конкурентом. И чтобы оставаться в такой форме, нужно проводить работы по совершенствованию болида, а конкретно, его конструкции. А это сопутствует улучшению его аэродинамических характеристик.
Цель дипломного проект - анализ влияния заднего антикрыла на аэродинамические характеристики болида Формула Студент с помощью компьютерной программы Autodesk CFD.
На основании проведенного исследования и последующего анализа, можно с уверенностью утверждать, что аэродинамика имеет огромное влияние на автомобиль. Если же речь идёт про спортивный автомобиль «Формула Студент» или, тем более, болид «Формула 1», то аэродинамика стоит на одной из главных ролей при проектировании. Даже имея мощный двигатель, невозможно полностью реализовать его потенциал, если, при помощи аэродинамики, не обеспечивается достаточная прижимная сила.
Аэродинамический свойства автомобилей для гонок начинают влиять на поведение болида со скорости 60 км/ч, а существенно влияют со скорости 100 км/ч.
В современном автоспорте трудно представить соревнования квадратных автомобилей типа Mercedes-Benz G-Класс. Современный автоспорт требует максимальной быстроты прохождения круга или дистанции, соблюдая при этом все требования безопасности.
Так же мы показали на сколько прогресс шагнул вперёд. Ведь раньше расчеты аэродинамики занимали очень долгое время и требовали много сил. Сейчас же есть специальные программы, с помощью которых инженеры делают точные и быстрые расчеты аэродинамики и прочего.
Исследую аэродинамику переднего антикрыла и всего болида в целом мы отметили, как плюсы антикрыла, так и минусы. Исходя из богатого опыта Формулы 1, и самое главное, опыта последних лет, ведь именно последние 10-15 лет аэродинамика в автогонках вышла на передний план соревнований конструкторов, мы видим, что очень трудно переоценить важность переднего антикрыла для спортивного болида.
В дипломной работе мы, с помощью программы, наглядно показали, какие преимущества и недостатки есть при использовании заднего антикрыла для спортивного болида «Формула Студент».
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
