A Scania S-series front chassis module feasibility study is carried out to investigate the potential gains and losses by changing to a composite material system. The existing front chassis module comprises multiple steel, sheet metal and plastic components. The design space is fixed by the location of adjacent components in the current design. A new methodology is put together on the basis of "The GAP Methodology: A new way to design composite structures" by F. Neveu et al. (2019)[1] for facilitating the complex nature of multivariable composite structures design. By applying the methodology a set of hand sketches based on vari-ous geometry classes and applicable manufacturing processes can be created for a technical screening, where one concept is brought forward for detailed analysis. The concept design is refined by the use of the surface modeller tool in CATIA V5 and a structural analysis is undertaken using the finite element method software for composites ANSYS ACP. The composite laminate layup is designed by using aerospace design rules as guidelines for the given material system. The proposed design solution satisfies the design requirements and improves the benchmark Scania Chassis module by lowering the amount of components with about 30%, has a recommended metal to composite joining method, reduces the mass by around 40% (53.5% excluded the suggested joining method) and has a safety factor to material failure strains. The feasibility study demonstrates that the proposed methodology and design of the new composite chassis component is plausible using a simplified analysis. / Detta arbete är en genomförbarhetsstudie för undersöka för- och nackdelar med att byta ut nuvarande material till fiberkomposit, i ett av de främre chassihörnen i en Scania S-serie bil. Det nuvarande chassihörnet består av flera komponenter i stål, plåt och plast. Desingutrymmet är bestämt av placeringen av angränsande komponenter i dagens bil. En ny metodik är sammansatt baserat på ”The GAP Methodology: A new way to design composite structures” av F. Neveu et al. (2019) [1] för att underlätta den komplexa karaktären av produktframtagning av komponenter i fiberkomposit. Genom att använda metodiken kan en uppsättning handskisser genereras baserade på olika geometriklasser och tillämpliga tillverkningsprocesser. Detta tas sedan vidare till en teknisk screening, där ett koncept väljs för fortsatt mer detaljerad analys. Konceptdesignen förfinas med användning av ytmodellverktyget i CATIA V5 och en strukturanalys utförs med användning av ANSYS ACP för finit elementmetod för kompositer. Kompositlaminatdesignen med det givna materialsystemet är gjord med hjälp av konstruktionsregler från flygindustrin.Den framtagna designen tillfredställer designkraven och förbättrar den nuvarande Scania designen för chassihörnet. Detta genom att minska antalet komponenter med ungefär 30%, har en rekommenderad fästmetod för metall till fiberkomposit, minskar vikten med ungefär 40% (53.5% exkluderat den föreslagna fästmetoden) och har en säkerhetsmarginal till maxtöjningar för materialsystemet. Genomförbarhetsstudien visar att den föreslagna metodiken och designen av den nya chassikomponenten i fiberkomposit är möjlig med en förenklad analys.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-265644 |
| Date | January 2019 |
| Creators | Edfeldt, Wiktor |
| Publisher | KTH, Lättkonstruktioner |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-SCI-GRU ; 2019:395 |
Page generated in 0.0022 seconds