Dữ liệu quét 3D nâng cao tính khí động học (Aerodynamics) của xe đua
Ngày tạo: 10/09/2020 4:29:43 CHMột chiếc xe đua, chẳng hạn như Dallara F399 / 01, là sản phẩm của nhiều thập kỷ tiến bộ kỹ thuật. Động cơ, khung và vật liệu đều đã tiến bộ vượt bậc để tuân thủ các quy định kỹ thuật của môn đua xe thể thao trong khi nâng cao hiệu suất. Trên thực tế, những đột phá đáng chú ý đã đạt được trong những năm qua trong kỹ thuật xe đua khiến nó dường như không còn nhiều chỗ để cải thiện thêm. Ít nhất là không đầu tư một lượng tài chính và thời gian hợp lý. Xem xét điều này, những lựa chọn nào khả thi nếu ai đó muốn đạt được lợi thế kỹ thuật so với đối thủ cạnh tranh? John Hughes, một sinh viên kỹ thuật sau đại học tại Đại học Wales Trinity Saint David (UWTSD), đưa ra một câu trả lời đơn giản: Khí động lực học.
“Mỗi chi tiết nhỏ, mỗi lợi ích nhỏ bạn nhận được, còn hơn không. Tại thời điểm này, chúng tôi đã được quản lý để đạt được khoảng 10 dặm một giờ về tốc độ đường thẳng, so với nơi mà chúng tôi bắt đầu với chiếc xe. Chỉ cần thông qua sự phát triển khí động học. ” John nói.
John đã làm việc trên cánh trước của Dallara như một phần của dự án cấp bằng thạc sĩ của anh ấy với một sinh viên khí động học khác cùng với hai chủ sở hữu của chiếc xe. Mục tiêu của họ là đạt được hiệu suất tốt hơn, hiện đang chạy trong Giải vô địch nước rút của Anh, giải vô địch 16 sự kiện mỗi mùa danh giá được tổ chức tại các địa điểm trên khắp Vương quốc Anh. Giữa các sự kiện, John và nhóm của anh ấy có những khoảng thời gian nhỏ để làm việc trên ô tô tại cửa hàng mô tô của trường Đại học, nằm ngay cạnh bến cảng của Swansea.
Trong một thời gian, nhóm nghiên cứu đã sử dụng các công cụ đo thủ công để có được kích thước của F3, nhưng kết quả thiếu chính xác và tốn nhiều thời gian. Họ tự nhiên đi đến kết luận rằng họ cần một cách đáng tin cậy để có được các phép đo tốt hơn nhanh hơn. Đây là nơi ý tưởng về công nghệ quét 3D được đưa vào trường nhìn của họ. Lúc đầu, họ đã thử các phương pháp quét 3D cơ bản để có được một mô hình CAD mà họ có thể làm việc, nhưng nó vẫn chưa đủ chính xác. Ngay sau khi biết về các giải pháp quét 3D chuyên nghiệp, họ đã liên hệ với Artec 3D Ambassador Central Scanning có trụ sở tại Vương quốc Anh, với hy vọng có thể cung cấp kết quả cần thiết. Nhìn thấy các bản quét sơ bộ được thực hiện bằng máy quét 3D Artec Leo, John biết rằng mình đã thực hiện đúng. “Từ việc nhìn vào những gì đã được chụp, số lượng chi tiết, so với những gì tôi đã thấy trước đây, không ai sánh kịp. Thật không thể tin được, đối với những gì tôi thực sự đã thấy được sản xuất trước đây, ”anh nói.
Nick Godfrey và Tom White từ Central Scanning đã phân tích sơ bộ nhiệm vụ hiện có, và kết luận rằng Artec Leo sẽ là công cụ tốt nhất cho công việc. “Leo có khả năng chụp các vật thể vừa đến lớn rất nhanh. Nick cho biết, nó không yêu cầu bất kỳ sự chuẩn bị trước nào và quá trình quét có thể được thực hiện trực tiếp tại chỗ. “Máy quét hoàn toàn tự động, có nghĩa là không có dây cáp hoặc máy tính nào được gắn vào nó để hạn chế chuyển động của bạn. Chúng tôi có thể chụp hầu như mọi thứ dễ dàng hơn bất kỳ giải pháp quét 3D nào khác. ”
Leo được trang bị pin riêng, màn hình cảm ứng hiển thị quá trình quét trong thời gian thực và lưu dữ liệu trên thẻ nhớ để sau đó có thể chuyển sang máy tính. Tom đã quét chiếc Dallara trong cửa hàng mô tô UWTSD mà không cần bất kỳ thiết bị thừa nào. Tóm lại, việc quét toàn bộ chiếc xe chỉ mất chưa đầy 2 giờ đồng hồ. Dữ liệu quét được xử lý trên Artec Studio trong một ngày và một mô hình CAD hoàn chỉnh đã được gửi cho John vài ngày sau đó.
Điều quan trọng cần lưu ý là trong lĩnh vực khí động học, những thay đổi từng milimet trong thiết kế có thể đi một chặng đường dài. Artec Leo tự hào có tốc độ ghi dữ liệu ấn tượng 3 triệu điểm mỗi giây, với xử lý 3D thời gian thực được hiển thị trực tiếp trên màn hình của nó. Bằng cách quét kỹ thuật số toàn bộ chiếc xe với độ chính xác cao nhất, John có thể chạy mô phỏng động lực học chất lỏng tính toán (CFD) tốt hơn trên Ansys, phân tích tất cả các tùy chọn để tinh chỉnh cấu hình khí động học của xe từ mô hình 3D thực tế nhất.
“Tôi thường bắt đầu bằng cách cố gắng tối ưu hóa thành phần hiện tại tốt nhất có thể mà không làm thay đổi hình dạng của các thành phần riêng lẻ. Ví dụ, cánh trước hiện tại có nhiều yếu tố, chẳng hạn như cánh lật và cánh nhỏ. Tôi sẽ nghiên cứu xem liệu việc di chuyển vị trí của các cánh có thể nâng cao hiệu suất tổng thể của cánh hay không, ”John giải thích. “Quá trình này có thể mất hàng tháng để đi đúng hướng. Tuy nhiên, nó có thể được tăng tốc với việc sử dụng phần mềm Thiết kế Thử nghiệm (DoE). Khi hình dạng ban đầu đã được tối ưu hóa, tôi có thể tiếp tục và bắt đầu phát triển hình dạng ban đầu bằng cách nghiên cứu kết quả CFD. Sử dụng phương pháp này giúp tiết kiệm thời gian và chi phí sản xuất vì tôi đang cố gắng duy trì càng nhiều cánh trước nguyên bản càng tốt ”.
Sau quá trình phân tích và thiết kế, các bộ phận sửa đổi được gửi đến Fiber-Lyte, một nhà sản xuất sợi carbon chuyên dùng cho thể thao hiệu suất cao. Với sự trợ giúp của máy phay 3D, họ có thể tạo ra các bộ phận làm một lần hiệu quả về chi phí, có thể lặp lại hoặc mở rộng quy mô, nếu yêu cầu khối lượng lớn hơn.
Các bộ phận sản xuất đã được lắp đặt trên xe đua, và John đã bắt đầu nhận thấy sự khác biệt: “Chúng tôi đã thấy tốc độ tăng tốc ở đường thẳng và vào cua kể từ khi bắt đầu sửa đổi. Tôi đã tạo một số lần lặp lại thiết kế sà lan, với mỗi lần lặp lại các cải tiến về hiệu suất. Kết quả mô phỏng cho thấy nhiều hứa hẹn về hiệu suất được nâng cao. ”
Nguồn: Artec3D
Tags: artec eva artec scanner artec 3d scanner artec spider artec eva 3d scanner artec 3d scanner price artec eva price artec eva scanner artec spider scanner artec eva 3d artec eva 3d scanner price artec 3d spider artec spider 3d scanner price máy quét artec máy quét 3d cầm tay máy quét 3D máy scan mini artec máy scan artec máy scan cầm tay máy scan 3d
.jpg)
.jpg)