20422

۲۰۴۲۲

طراحي مفهومي سازه و بدنه يك خودروي خودران شش چرخ خارج جاده اي

كارشناسي ارشد

سازه و بدنه

۱۳۹۴

۱۳۹۷/۰۸/۳۰

دكتر جواد مرزبان راد

خودرو

در اين پايان نامه به طراحي مفهومي سازه و بدنه براي يك خودروي بدون سرنشين شش چرخ كه هر يك از چرخ هاي آن توسط يك بازوي دوراني به صورت مستقل به بدنه متصل مي شود، پرداخته شده است. اتصال اين چنيني چرخ ها به بدنه اين امكان را به خودرو مي دهد تا به هنگام مواجه شدن با موانع بر سر راه، با تغيير موقعيت چرخ ها نسبت به هم و بالا و پايين بردن بعضي از آن ها از روي موانع عبور كند. به منظور طراحي اين خودرو در بخش اول، قابليت عبور خودروهاي شش چرخ بازويي در حالت كلي از روي موانع مختلف مانند انواع مانع پله اي، سكو و گودال مورد مطالعه قرار گرفته و ضمن بررسي تاثير پارامترهاي ابعادي خودرو بر روي اين قابليت، روند تعيين ابعاد مطلوب خودرو به منظور دست يابي به يك ارتفاع مانع يا عرض گودال قابل عبور مشخص تشريح شده است. در بخش دوم تعادل و پايداري اين خودروها حين بلند كردن چرخ ها و واژگوني استاتيكي آن ها بر روي سطوح شيب دار مورد بررسي قرار گرفته و شروط حفظ تعادل در وضعيت هاي مختلف بيان شده و تاثير پارامترهاي ابعادي و جرمي اين خودروها بر آستانه واژگوني آن ها در شيب هاي مختلف مشخص گرديده است. پس از شناخت و تعيين تاثير هر يك از پارامترها، ابعاد خودروي مورد نظر اين پايان نامه به گونه اي در نظر گرفته شده است كه اين خودرو قابليت عبور از مانع پله اي به ارتفاع يك متر و گودال به عرض ۱/۳ متر را داشته و همچنين از لحاظ استاتيكي امكان قرارگيري بر روي شيب طولي ۷۵ درجه و شيب عرضي ۶۰ درجه را داشته باشد. در بخش سوم با توجه به ابعاد خودرو و ميزان باري كه قرار است حمل كند، در ابتدا نيروهاي وارد بر خودرو و هر يك از قسمت هاي سازه اي آن مورد بررسي قرار گرفته و پس از تعيين بيشينه بارهاي وارده به روش تحليلي، نتايج اين بخش با نرم افزار آدامز مقايسه و صحه گذاري شده است. پس از آن به منظور تعيين شكل مطلوب سازه براي اين دست خودروها با در نظر گرفتن يك شاسي فضايي آلومينيومي اوليه براي خودرو، استحكام و سفتي پيچشي و خمشي آن با نرم افزار آباكوس بررسي شده و در ادامه با انجام بهينه سازي توپولوژي بر روي اين شاسي اوليه طرح نهايي شاسي با هدف كاهش وزن آن ارائه شده است، به گونه اي كه طرح نهايي حاصل از بهينه سازي با داشتن وزني حدود ۴۷ درصد طرح اوليه، همچنان از استحكام و صلبيت كافي برخوردار است. در ادامه اين بخش طراحي بازوها نيز انجام گرفته و استحكام آن ها نيز تحليل شده است. نتايج نشان مي دهد با توجه به سازه و بدنه طراحي شده، اين خودرو علاوه بر قابليت بالا براي عبور از موانع و تردد در سطوح شيب دار از استحكام به وزن مطلوبي نيز برخوردار است.

1398/02/15

Conceptual Design of the Body and Structure of a Six-Wheeled Off-Road Autonomous Vehicle

11/21/2019 12:00:00 AM

In this thesis, the conceptual design of the body and structure for a six-wheeled autonomous vehicle, in which each wheel is connected to the body by a rotating arm independently, is investigated. The connection of the wheels to the body with this method allows the vehicle to pass obstacles by changing the position of the wheels relative to each other and raising and lowering some of them. To design this vehicle, in the first section the ability to cross six-wheel drive vehicles in general is studied on various obstacles such as step obstacles, platforms and pits. In addition to examining the impact of vehicle dimensional parameters on this capability, the process of determining the optimal dimensions for the vehicle is described in order to achieve a passable obstacle height or a passage width. In the second part, the balance and stability of these vehicles during lifting of the wheels and their static overturning on the sloped surfaces are investigated and the conditions for maintaining balance in different situations are expressed and the impact of the dimensional and massive parameters of these vehicles on their rollover thresholds have been determined for different slopes. After recognizing and determining the impact of each of the parameters, the dimensions of the vehicle in this thesis are determined such that the vehicle could pass through a step barrier with a height of one meter and a pit with a width of 1.3 Meters, and also be able to be positioned on a 75-degree longitudinal slope and a 60-degree gradient in terms of statically. In the third section, considering the dimensions of the vehicle and the amount of cargo to be carried, initially the forces are investigated on the vehicle and each of its structural parts were analyzed and after determining the maximum loads by analytical method, the results have been compared and validated by Adams software. Then, in order to determine the optimal shape of the structure for these vehicles, considering the initial aluminum space frame for the vehicle, the torsion and bending strength and stiffness of them were investigated with the Abacus software, and then by optimizing the topology of the initial chassis, a final design was presented to reduce its weight in order for the final design of the optimization with a weight of about 47% of the original design still has enough strength and rigidity. Following this, the arms have been designed and their strength has been analyzed. The results show that in light of the designed structure and body, this vehicle has a suitable resistance to weight in addition to the high capacity to overcome obstacles and traffic on sloped surfaces.