Der KTM X-Bow ist ein Supersportwagen, der vorwiegend aus kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen (CFK) besteht. Die vorliegende Untersuchung befasst sich mit der mechanischen und aerodynamischen Auslegung einer CFK Heckflügelstruktur zur gezielten Anpassung des Anpressdruckes an der Hinterachse bei gleichzeitig minimalem Luftwiderstand. Die Dimensionierung der Struktur geschieht dabei in drei Schritten, wobei das Flügelprofil des Abtriebselementes zunächst isoliert und in weiterer Folge im Zusammenspiel mit Zusatzelementen zur gezielten Beeinflussung der Abrisskante untersucht wird. Danach erfolgt die Entwicklung der Einzelkomponenten der Heckflügelstruktur sowie des Anbindungskonzeptes an das Fahrzeug. Der letzte Schritt umfasst die Optimierung der CFK Struktur im Kontext der Fluid-Struktur-Interaktion (FSI) unter Berücksichtigung entsprechender Fertigungsrandbedingungen. Zusätzlich wird eine Vergleichsrechnung ohne FSI Kopplung angestrengt, um die Wichtigkeit der FSI bei der Auslegung für aerodynamische Komponenten hervorzuheben und die mit steigender Geschwindigkeit anwachsende Divergenz im Detail bewerten zu können.
The sports car KTM X-Bow mainly consists of carbon fiber reinforced plastics (CFRP). The presented work shows the structural and aerodynamic development of a CFRP rear spoiler with adjustable down force on the rear axis and low drag. The development is divided into three steps. Firstly, the aerodynamic wing profile is investigated individually and together with an additional structural element for the adjustment of the tear-off edge. Secondly, a conceptual design of the rear spoiler together with a fixation concept is developed, serving as basis for the detailed development and optimization of the CFRP structure. Therefore, Fluid-Structure-Interaction (FSI) plays an important role and is considered as well as manufacturing constraints for the structural optimization. In order to point out the importance of FSI for the development of aerodynamic components and to characterize the velocity dependence on the results, a comparative analysis is made without taking FSI into account.
Gekoppelte strukturelle und aerodynamische Auslegung einer Heckflügelstruktur aus CFK für den Supersportwagen KTM X-Bow
2014
10 Seiten, Bilder, 7 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
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