一级方程式复合材料制造中尚未开发的潜力

一级方程式(F1)被普遍认为是赛车的巅峰之作,世界上最出色的赛车手都将驾驶有史以来最先进的单座,开放式座舱赛车。但是近年来,人与机器的这种最终融合并未提供类似的终极赛车场面。如果有的话,F1已经变成了两级比赛,只有红牛,法拉利和梅赛德斯制造的六辆赛车(被称为“三巨头”)在前列作战,它们巨大的性能优势使其余七支车队几乎没有获胜的希望。一场比赛,更不用说世界冠军了。

这种优势使得追逐者ing不休。是三巨头的管理层吗?招募?司机?他们的设计理念?尽管所有这些因素无疑都是有影响的,但梅赛德斯,法拉利和红牛的与众不同之处在于,它们能够在整个赛季中不断提高和升级其汽车的空气动力学性能,其速度比其他任何人都要快。

F1赛车的性能由抓地力,质量,功率/能量和空气动力学决定。其中,空气动力学改进提供的性能提升最小:空气动力学改进10%相当于平均圈速仅增加0.9秒,而抓地力的等效改进例如提供3秒圈速优势。自从Lotus在1968年推出第一款原始后翼以来,空气动力学一直是成败之间的区别。坦率地说,车队迭代空气动力学套件的速度越快,赛车行驶的速度就越快。鉴于F1赛车的体积中80%是由复合材料制成的,因此快速迭代取决于极短的复合材料制造提前期。

汽车的概念
在整个F1围场中,从复合概念到从概念组装到汽车上所涉及的过程都得到了优化,以最大化一个参数:性能。可维修性,成本和耐用性是次要考虑因素。“我们的许多设计都源于对提高空气动力性能的不懈追求,”总部位于英国的迈凯伦赛车队的成员解释道。“我们必须在概念阶段与空气动力学专家紧密合作,以确保我们在满足重量预算,可靠性目标和非常短的制造交付周期的同时,为他们提供尽可能多的设计自由。”

一套高级软件可协助空气动力学家进行应力分析(包括线性和非线性有限元分析),结构优化和碰撞分析,以及用于对空气动力学表面和零件建模进行建模的完整3D CAD软件。

此后,如果时间和法规允许,则可以制造60%的比例尺零件用于风洞测试。就成本和交货时间而言,诸如树脂传递模塑(RTM)之类的大批量制造技术根本就不可行,因此绝大多数F1复合材料组件都是使用预浸料碳纤维材料中的最新技术制造的。

迈凯轮库存有各种织造风格各异的纤维,以及可在冰箱中存放12个月或更长时间的多种树脂系统。迈凯轮团队透露:“我们通常将碳纤维模具预浸料固化到模具块图案,机加工和抛光的铝或快速原型材料上制成模具。” “选择取决于组件的大小,是开模还是闭模,所需的精度以及我们可用的时间。” 零件叠层仍由手工完成,在引导激光层放置系统的层嵌套和模板软件的辅助下。然后将零件在英国沃金的迈凯轮技术中心内的数个高压釜中之一进行固化。如果60%的零件能达到预期的性能,则使用相同的工艺制造完整尺寸的零件,以便在真实汽车上进行现场测试。

赞(0) 打赏
未经允许不得转载:复材资讯网 » 一级方程式复合材料制造中尚未开发的潜力
分享到: 更多 (0)

评论 抢沙发

  • 昵称 (必填)
  • 邮箱 (必填)
  • 网址

觉得文章有用就打赏一下文章作者

支付宝扫一扫打赏

微信扫一扫打赏