HyperWorksを用いた工学院大学ソーラーカーの製作(2)CFRPボデー構造と積層計画

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昨年末、NHKの「超絶 凄ワザ!」でも取り上げられ、2017年10月にオーストラリアで開催されたBridgestone World Solar Challengeで、悪天候のために半数以上がリタイアする中、工学院大学ソーラーチームは見事7位の成績を収めました。斬新なソーラーカー“Wing”の開発になぜ、どのようにHyperWorksが用いられたのか、詳しく紹介します。

5. CFRPボデー構造と積層計画

ボデーは炭素繊維(CFRP)を成形して製作しています。そのボデー構造と積層計画にHyperWorksを利用しました。

フレーム構造と積層計画
図2 フレーム構造と積層計画

構造体のレイアウト、梁補強からCFRPの種類(1K,3K,UD: Uni-Directionなど)、配向(90度、45度)、ply数、CFおよびハニカム厚さなどを決定します。構造と積層計画は、図2の最適化の繰り返しプロセスによって決定しています。

CFRPパーツ分解図 モノコックフレーム ISO図
図3 CFRPパーツ分解図とモノコックフレームISO図
 

積層計画における剛性解析
図4 積層計画における剛性解析

図4は、積層計画における剛性解析の例です。前二輪に荷重が加わるとき、リアホイールハウスが開く方向に変形したため、左右のホイールハウスを接続する構造体を追加する方針変更にも寄与しました。必要な剛性を保ちながらも軽量となるよう、モノコックの各箇所でハニカム厚さが異なります。製作後のCFRPパーツのみの最終的な重量は約45kgとなり、超軽量かつ高剛性を実現できました。

次回は、「極薄の羽の積層計画」について解説します。

 

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アルテアエンジニアリングの学生向け活動支援について 

アルテアは、学生フォーミュラ、ソーラーカーレース、シェルエコマラソンなどに出場するチームに対し、設計・CAE環境であるHyperWorks(ハイパーワークス)のライセンスおよび技術サポートを無償で提供しています。学生の皆様に設計段階でのシミュレーション活用の有効性を実感していただき、将来社会人になられてからもシミュレーション主導による製品開発プロセスを推進されることで、日本の製造業の力をより一層高めていく一助となることを目指しています。

アルテアの学生活動支援

 

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カテゴリー: 事例, 学生支援

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