Проектування та оцінка порожнистих рамних конструкцій для розробки міських двомісних електромобілів
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.289232Ключові слова:
електромобілі, порожнисті рамні конструкції, міський транспортАнотація
Дана робота присвячена проектуванню та оцінці порожнистих рамних конструкцій для розробки двомісних електромобілів, призначених для міського використання. Основною проблемою є відсутність цілеспрямованих досліджень щодо розробки ефективних, легких та безпечних рамних конструкцій електромобілів, особливо для потреб міського транспорту. За допомогою 3D-моделювання та аналізу методом скінченних елементів (FEA) у роботі успішно розроблено порожнисту рамну конструкцію з розмірами 2148×800×640 мм і вагою 40,77 кг, що відповідає критеріям міцності та жорсткості. Аналіз показує, що конструкція має достатній запас міцності з коефіцієнтом запасу 2,053 e+01. В якості матеріалу обрана сталь ASTM A36, що забезпечує баланс міцності, жорсткості і вартості. Отримані результати пропонують інноваційне та практичне рішення проблем міського транспорту з широким потенціалом застосування в області електромобілів. Зокрема, дослідження спрямоване на спеціалізовані потреби міських двомісних електромобілів. Використовуваний аналіз скінченних елементів (FEA) служить надійним методом перевірки, ефективно зменшуючи потребу у великих фізичних випробуваннях. Це дозволяє прискорити процес НДДКР та відкриває можливості для майбутніх досліджень альтернативних матеріалів та умов динамічного навантаження. Також обговорюються обмеження дослідження та напрямки майбутніх досліджень. Більше того, обчислювальні методи дослідження пропонують екологічну альтернативу традиційним фізичним прототипам. Це узгоджується з цілями сталого розвитку та надає методологію для майбутніх досліджень. Зі зростанням чисельності міського населення збільшується попит на ефективні транспортні засоби. Дане дослідження прокладає шлях до створення міських двомісних електромобілів, що відповідають сучасним міським потребам та цілям сталого розвитку
Спонсор дослідження
- The author would like to acknowledge the funding support to this research from the Directorate Research and Development, Universitas Indonesia.
Посилання
- Khalili, S., Rantanen, E., Bogdanov, D., Breyer, C. (2019). Global Transportation Demand Development with Impacts on the Energy Demand and Greenhouse Gas Emissions in a Climate-Constrained World. Energies, 12 (20), 3870. doi: https://doi.org/10.3390/en12203870
- Cunanan, C., Tran, M.-K., Lee, Y., Kwok, S., Leung, V., Fowler, M. (2021). A Review of Heavy-Duty Vehicle Powertrain Technologies: Diesel Engine Vehicles, Battery Electric Vehicles, and Hydrogen Fuel Cell Electric Vehicles. Clean Technologies, 3 (2), 474–489. doi: https://doi.org/10.3390/cleantechnol3020028
- Liu-Henke, X., Scherler, S., Fritsch, M., Quantmeyer, F. (2016). Holistic development of a full-active electric vehicle by means of a model-based systems engineering. 2016 IEEE International Symposium on Systems Engineering (ISSE). doi: https://doi.org/10.1109/syseng.2016.7753142
- Sutisna, N. A., Akbar, M. F. A. A. (2019). FEM Simulation of Electric Car Chassis Design with Torsional Bar Technology. Journal of Mechanical Engineering and Mechatronics, 3 (2), 97. doi: https://doi.org/10.33021/jmem.v3i2.542
- Luque, P., Mántaras, D. A., Maradona, Á., Roces, J., Sánchez, L., Castejón, L., Malón, H. (2020). Multi-Objective Evolutionary Design of an Electric Vehicle Chassis. Sensors, 20 (13), 3633. doi: https://doi.org/10.3390/s20133633
- Nazaruddin, N., Adhitya, M., Sumarsono, D. A., Siregar, R., Heryana, G., Prasetya, S., Zainuri, F. (2021). Development of electric vehicle (EV)-bus chassis with reverse engineering method using static analysis. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (7 (110)), 15–22. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.219928
- Soon Keey Tiew, H., Wei Lee, M., Shyang Chang, W., Ishak, M. H. H., Ismail, F. (2020). Fluid-Structure Interaction on The Design of Fully Assembled Shell Eco-Marathon (SEM) Prototype Car. CFD Letters, 12 (12), 115–136. doi: https://doi.org/10.37934/cfdl.12.12.115136
- Patel, D., Jasani, V., Shah, D., Lakdawala, A. (2022). Design and FE analysis of chassis for solar powered vehicle. Materials Today: Proceedings, 62, 1626–1631. doi: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2022.04.137
- Suraji, A., Djakfar, L., Wicaksono, A. (2021). Analysis of bus performance on the risk of traffic accidents in East Java-Indonesia. EUREKA: Physics and Engineering, 3, 111–118. doi: https://doi.org/10.21303/2461-4262.2021.001820
- Nugraha, A. A., Sumarsono, D. A., Adhitya, M., Prasetya, S. (2021). Development of Brake Booster Design for Electric City Cars. International Journal of Technology, 12 (4), 802. doi: https://doi.org/10.14716/ijtech.v12i4.4636
- Nandhakumar, S., Seenivasan, S., Mohammed Saalih, A., Saifudheen, M. (2021). Weight optimization and structural analysis of an electric bus chassis frame. Materials Today: Proceedings, 37, 1824–1827. doi: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.07.404
- Misra, S. (2017). Static Analysis of the Roll Cage of an All-Terrain Vehicle (SAE BAJA). International Research Journal of Engineering and Technology, 04 (09). Available at: https://www.irjet.net/archives/V4/i9/IRJET-V4I9157.pdf
- Kasi V Rao, P., Sai Kumar Putsala, K., Muthupandi, M., Mojeswararao, D. (2022). Numerical analysis on space frame chassis of a formula student race car. Materials Today: Proceedings, 66, 754–759. doi: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2022.04.077
- S. Gupta, U., Jain, S., Jain, H., Singh Rathi, S. (2015). Static & Dynamic Analysis of F-SAE Roll cage Vehicle. International Journal of Engineering Trends and Technology, 27 (5), 245–247. doi: https://doi.org/10.14445/22315381/ijett-v27p244
- Upadhyay, P., Kumar Sharma, S., Kumar, G., Bansal, P., Sharma, P. (2020). Optimization of chassis for a solar powered vehicle. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 748 (1), 012021. doi: https://doi.org/10.1088/1757-899x/748/1/012021
- Kumaresan, M., Shanthini, B., Rajesh, S., Raja Guru, R., Rajesh Kannaa, S. V., Prasanth, B. (2018). Design and analysis of a two seater electric car. International Journal of Mechanical Engineering and Technology, 9, 94–100. Available at: https://iaeme.com/MasterAdmin/Journal_uploads/IJMET/VOLUME_9_ISSUE_3/IJMET_09_03_011.pdf
- Krzikalla, D., Mesicek, J., Petru, J., Sliva, A., Smiraus, J. (2019). Analysis of Torsional Stiffness of the Frame of a Formula Student Vehicle. Journal of Applied Mechanical Engineering, 08 (01). doi: https://doi.org/10.35248/2168-9873.19.8.315
- Hazimi, H., Ubaidillah, Setiyawan, A. E. P., Ramdhani, H. C., Saputra, M. Z., Imaduddin, F. (2018). Vertical bending strength and torsional rigidity analysis of formula student car chassis. AIP Conference Proceedings. doi: https://doi.org/10.1063/1.5024109
- Ary, A. K., Prabowo, A. R., Imaduddin, F. (2020). Structural assessment of alternative urban vehicle chassis subjected to loading and internal parameters using finite element analysis. Journal of Engineering Science and Technology, 15 (3), 1999–2022.
- Nazaruddin, N., Syehan, A., Heryana, G., Adhitya, M., Sumarsono, D. A. (2019). Mode Shape Analysis of EV-Bus Chassis with Reverse Engineering Method. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 694 (1), 012002. doi: https://doi.org/10.1088/1757-899x/694/1/012002
- Amale, T., Badwaik, P., Durge, S., Dube, A., Belveker, A. (2021). FEA Approach for Modal Analysis of an Electric Motor in Electric Vehicle Drive. Lecture Notes in Mechanical Engineering, 425–434. doi: https://doi.org/10.1007/978-981-15-9853-1_36
- Heryana, G., Adhitya, M., Sumarsono, D. A., Nazaruddin, Siregar, R., Prasetya, S., Aprianto, B. D. (2021). Designing an electric motor with 200 KW of power for the needs of large electric vehicles. AIP Conference Proceedings. doi: https://doi.org/10.1063/5.0066917
- Wei, D., He, H., Cao, J. (2020). Hybrid electric vehicle electric motors for optimum energy efficiency: A computationally efficient design. Energy, 203, 117779. doi: https://doi.org/10.1016/j.energy.2020.117779
- Eldho Aliasand, A., Josh, F. T. (2020). Selection of Motor foran Electric Vehicle: A Review. Materials Today: Proceedings, 24, 1804–1815. doi: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.03.605
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 Muhammad Hidayat Tullah, Danardono Agus Sumarsono, Iwan Susanto, Fuad Zainuri, Sonki Prasetya, Rahmat Noval, Sulaksana Permana, Bayu Dwi Aprianto
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
