Крыша автомобиля из композиционных материалов: от проектирования до прототипа (2015 г.)

В 2015 году сотрудниками Института передовых производственных технологий (ИППТ) СПбПУ Петра Великого (ключевое подразделение ИППТ - Инжиниринговый центр «Центр компьютерного инжиниринга» (CompMechLab^®)) впервые в российской практике и в рекордно короткие сроки спроектирована и изготовлена многослойная композитная панель крыши для автомобиля премиум-класса нового поколения.

Конструкция крыши уникальна по своим характеристикам, как механическим, так и эксплуатационным:

• композитная крыша обладает прочностными характеристиками, существенно превосходящими металлические аналоги, выдерживает все эксплуатационные нагрузки без видимых деформаций (снеговая нагрузка, ударная нагрузка, тепловая нагрузка);
• разработанное решение обеспечивает снижение массы конструкции почти в два раза по сравнению со стальной крышей (23,75 кг против 41,77 кг);
• панель крыши - единая композитная деталь впечатляющих размеров: 3,2 м в длину и 1,4 м в ширину;
• конструкция крыши выполнена на 70% из отечественных материалов;
• наличие интегрированного в композитную структуру крыши силового элемента позволяет исключить поперечные усилители, соответственно уменьшается количество деталей и упрощается процесс сборки кузова.

 

Полный цикл работ по проектированию, моделированию, топологической оптимизации конструкции, испытанию образцов и производству прототипов был выполнен сотрудниками CompMechLab^® всего за 1 месяц. Такой результат обеспечили уникальные компетенции и возможности команды CompMechLab^® в области автомобилестроения:

• применение принципов бионического дизайна и топологической оптимизации (Simulation & Optimization)-Driven Bionic Design при проектировании и разработке композитных структур с использованием уникального арсенала компьютерных и суперкомпьютерных CAD/CAE/CAO-технологий мирового уровня;
• лидирующие позиции на отечественном рынке передовых производственных технологий (ППТ), собственный центр прототипирования и налаженные связи с ведущими отечественными и зарубежными высокотехнологическими компаниями и научно-исследовательскими центрами в области композиционных материалов и аддитивного производства.

Результаты топологической оптимизации композитной панели крыши

 

Изготовленный прототип композитной панели крыши