Список выполненных НИОКР

Разработка и производство среднего пола (Middle floor) электромобиля-демонстратора CML CAR

Отрасли промышленности:
Период проведения 2018 г.

В начале 2017 года стартовал инициативный проект Инжинирингового центра (CompMechLab®) Санкт-Петербургского политехнического университета – разработка первого российского кастомизированного электрического концепт-кара CML CAR, призванного продемонстрировать компетенции российских инженеров в области применения передовых производственных технологий (ППТ). По своей сути CML CAR – демонстратор передовых технологий проектирования и передовых производственных технологий (AMT_demonstrator, Advanced Manufacturing Technology).

В рекордные для автомобильной отрасли сроки – в течение 1 года – электрокар-демонстратор был спроектирован и подготовлен к производству и вместил в себя наглядные результаты применения ППТ: цифровое проектирование и моделирование, разработка «цифровых двойников» изделий и производственных процессов (производство в рамках концепции Фабрик Будущего), бионический дизайн, аддитивные технологии, разработка и применение новых материалов, в том числе композиционных, цифровые платформенные решения, в первую очередь, речь идёт о цифровой платформе CML Bench.

В разработанном автомобиле-демонстраторе заключено несколько значимых пользовательских рекордов: по массе автомобиля, аэродинамическим характеристикам, конструкции подвески шасси и некоторым другим характеристикам.

Уникальной инженерной конструкцией является средний пол электромобиля. В отличие от традиционного промышленного решения (стальная штамповка) данная конструкция в CML CAR спроектирована на основе принципов бионического дизайна, разработана в результате применения технологий топологической и мультидисциплинарной оптимизации, состоит из алюминиевых пространственных деталей и карбонового тоннеля с локально разнесенными сечениями.

Примененные передовые технологии и решения позволили добиться высоких жесткостных характеристик кузова автомобиля при рекордно малой массе конструкции.

Этапы разработки

  1. На основе стилевого пространства кузова произведена оптимизация объема, определена компоновка, выполнена развесовка, определены и обоснованы пространственные и весовые параметры среднего пола. Целевой показатель по массе конструкции – 30 кг.

  1. Выделено пространство среднего пола, проведена его топологическая оптимизация.

  1. Разработан концепт конструкции пола с сечением несущих элементов 50 мм.

  1. Проведена дальнейшая оптимизация конструкции, в результате которой удалось достичь уменьшения объема более чем в 2 раза, а также экономии по массе на 5 кг.

  1. Выполнена конструкторская проработка изделия, включая элементы крепежа.

  1. Выполнена компоновка, проведены виртуальные испытания конструкции.

  1. Осуществлено производство изделия по технологии литья (алюминий) в песчаные формы, подготовленные на 3D-принтере. Печать форм производилась из кварцевого песка и фурановой смолы. Изготовитель – АО «Центр цифровых технологий» (г. Казань).
 

Основные параметры конструкции

  • Итоговая масса конструкции – 25 кг.
  • Состав в сборе: 6 основных и 4 поперечных детали, 3 кронштейна (крепление порогов и ручного тормоза).
  • Деталь тоннеля обособлена, выполнена из карбона и обладает локально разнесенным сечением, что позволяет при добавлении 10% массы повысить жесткостные характеристики детали более чем на 20%.