드래그 레이싱에서 단일 좌석 차량의 모든 부품은 저항 한계에 도달합니다. 초음속에서의 공기 역학적 하중과 즉각적인 토크 전달의 조합은 극심한 피로 시나리오를 생성합니다. 파손을 예측하기 위해 엔지니어는 GOM Inspect의 3D 계측을 Ansys Mechanical의 유한 요소 해석과 통합하여 치명적인 균열이 발생하기 전에 재료 열화를 예측하는 정확한 디지털 트윈을 만듭니다.
워크플로우: 포인트 클라우드에서 피로 메싱까지 🏎️
프로세스는 GOM Inspect로 실제 섀시를 스캔하여 용접 후 기하학적 편차와 실제 두께를 포착하는 것으로 시작됩니다. 이 포인트 클라우드는 Autodesk Alias로 가져와 응력 집중부를 제거하고 최적화된 클래스 A 표면을 재생성합니다. 그런 다음 Ansys Mechanical은 실제 형상에 육면체 메싱을 적용합니다. CFD로 계산된 공기 역학적 압력과 지면 반력을 결합한 하중 사이클이 시뮬레이션됩니다. 소프트웨어는 재료의 S-N 곡선을 사용하여 수명을 계산하고 사이드 레일과 롤 케이지의 고위험 영역을 식별합니다.
비틀림 강성과 공기 역학 사이의 딜레마 ⚖️
가장 큰 과제는 단순히 힘을 견디는 것이 아니라 구조적 강성과 공기 역학적 침투의 균형을 맞추는 것입니다. 너무 단단한 섀시는 피로를 가속화하는 진동을 전달하고, 유연한 섀시는 패널을 변형시켜 공기 흐름을 변경합니다. 통합 시뮬레이션은 FEA로 검증된 Alias의 표면 전환부 재설계가 항력 계수를 희생하지 않으면서 섀시 수명을 40%까지 늘릴 수 있음을 보여줍니다. 핵심은 공정 후 지속적인 계측 검증에 있습니다.
가속도가 5G를 초과하고 공기 역학적 하중이 밀리초 단위로 변동하는 드래그스터에서, 고속 계측 데이터를 유한 요소 모델에 통합하여 섀시에 나타나기 전에 피로 파손 지점을 예측하는 방법은 무엇일까요?
(참고: 재료 피로는 10시간 시뮬레이션 후의 당신의 피로와 같습니다.)