Návrh hliníkové kapoty Mercedesu třídy C

Abstract

Tato diplomová práce se zabývá návrhem nové konstrukce přední kapoty Mercedesu třídy C z hliníkové slitiny za účelem snížení její hmotnosti. Cílem je vytvořit novou konstrukci dosahující shodných nebo lepších dynamických a tuhostních vlastností v porovnání s původní ocelovou kapotou. Data potřebná pro vypracování této práce byla oficiálně poskytnuta vývojovým centrem společnosti MBtech se sídlem v německém Sindelfingenu. V rámci návrhu nové kapoty byly nejprve nastíněny současné trendy, technologie a materiály používané v oblasti výroby karoserií. Ve spolupráci s odborným konzultantem byla formulována kriteria pro posouzení mechanických vlastností kapoty s ohledem na požadavky běžně kladené na přední kapoty v automobilovém průmyslu. Následně byly prostřednictvím kriterií analyzovány vlastnosti původní ocelové kapoty. Další část práce byla věnována návrhu nové konstrukce s využitím topologické optimalizace a zpracování výsledků optimalizační úlohy. Pomocí konečnoprvkového systému MSC.Marc/Mentat, produktů firmy Altair (HyperMesh, Radioss, OptiStruct), systému Matlab a Rhinoceros byly vytvořeny 4 varianty nového návrhu. Po analyzování a modifikaci variant bylo stanoveno nejvhodnější řešení pro novou kapotu z hliníkové slitiny, u kterého byla provedena analýza možnosti promáčknutí pohledového plechu. Novým návrhem se podařilo snížit hmotnost o 37,5% při současném splnění všech zadaných kriterií.