Details

Данная работа посвящена выбору оптимального конструкционного материала для заднего антикрыла болида Формулы 1 с учётом колебательных нагрузок, возникающих вследствие воздействия турбулентных потоков. В работе использована методология численного моделирования на основе программного комплекса Ansys. Моделирование включает гидрогазодинамический расчёт обтекания болида в Ansys Fluent, модальный и гармонический анализы конструкции антикрыла в Ansys Mechanical. В результате работы определены собственные частоты конструкции, рассчитан амплитудный отклик крыла при гармоническом воздействии, проведено сравнение нескольких материалов по критериям напряжений и амплитуд колебаний. Предполагается использование результатов при проектировании аэродинамических элементов спортивных автомобилей, а также при разработке многослойных или комбинированных структур с переменными материалами в зависимости от уровня вибронагрузки. В качестве вывода предложены рекомендации по подбору материала, выявлены наиболее чувствительные характеристики, влияющие на динамическое поведение антикрыла.

This work is devoted to the selection of the optimal structural material for the rear wing of a Formula 1 car, taking into account the oscillatory loads resulting from the effects of turbulent flows. The paper uses a numerical modeling methodology based on the Ansys software package. The simulation includes an aerodynamic calculation of the cars flow in Ansys Fluent, and modal and harmonic analyses of the wing structure in Ansys Mechanical. As a result of the work, the natural frequencies of the structure were determined, the amplitude response of the wing under harmonic action was calculated, and several materials were compared according to stress criteria and oscillation amplitudes. The results are expected to be used in the design of aerodynamic elements of sports cars, as well as in the development of multilayer or combined structures with variable materials, depending on the level of vibration load. As a conclusion, recommendations on the selection of materials are proposed, and the most sensitive characteristics affecting the dynamic behavior of the wing are identified.