포뮬러 1 탄소섬유 스티어링 휠의 박리 현상이 항상 직접적인 충격의 결과는 아닙니다. 이 경우, 결함은 에폭시 수지의 경화 불량으로 인해 발생했으며, 이는 층 간 하중 전달이 낮은 영역을 생성했습니다. 주행 중 토크가 가해지면서 층이 점진적으로 분리되어 구성 요소의 비틀림 강성이 구조적 파손 임계점까지 감소했습니다.
Volume Graphics 및 HyperMesh에서의 파손 시뮬레이션 🛠️
Volume Graphics를 사용하여 결함이 있는 스티어링 휠의 단층 촬영 스캔을 수행하여 과도한 기공과 수지 함침 부족 영역을 식별했습니다. 데이터는 HyperMesh로 내보내져 영향을 받은 영역에서 저하된 직교 이방성 특성을 가진 유한 요소 모델이 생성되었습니다. Siemens NX의 시뮬레이션은 50Nm의 주기 하중 하에서 층간 응력이 최적 경화 값보다 40% 초과하여 박리가 림 주변에서 시작되어 중심으로 방사형으로 전파되었음을 확인했습니다.
경쟁에서의 침묵하는 심판, 피로 ⏳
이 사례는 피로 해석이 기본 재료의 수명뿐만 아니라 수지-섬유 결합의 무결성에 초점을 맞춰야 함을 보여줍니다. 불완전한 경화는 고성능 부품을 점진적인 강성 함정으로 만듭니다. 경쟁 팀의 경우, HyperMesh로 생산 전에 이러한 시나리오를 시뮬레이션하고 Volume Graphics로 검증하면 스티어링 휠이 트랙에서 파손되기 전에 중요 영역을 감지하여 성능과 운전자 안전을 모두 보호할 수 있습니다.
유한 요소 시뮬레이션을 통해 F1 스티어링 휠에서 관찰된 박리가 에폭시 수지 경화 불량으로 인한 것인지 아니면 주기적인 기계적 과부하로 인한 것인지 어떻게 구별할 수 있습니까?
(참고: 재료 피로는 10시간 시뮬레이션 후의 당신과 같습니다.)