Lucian LAZĂR Cercetări privind stadiul actual al proiectării și [630439]

Lucian LAZĂR Cercetări privind stadiul actual al proiectării și
optimizării asistate de calculator a automobilelor

Tema lucrării de diplomă este ’’ Proiectarea și optimizarea subans amblelor de caroserie
ale unui Bugatti V eyron ”.
În capitolul 2 al lucrării se face o introducere în proiectarea asistată de calculator apoi sunt
detaliate conceptele proiectării asistate de calculator precum și o scurta introducere în softul utilizat
pentru realizarea lucrării, Solidworks.
În capitolul 3 este descrisă modalitatea prin care softul poate realiza modelarea, în spatele
softului este un model matematic, fără de care softul nu ar putea să creeze o suprafață sau să genereze
un model. La fel și pentru împărțirea în elemente finite, este nevoie d e un model matematic descris in
capitolul 3.
În capitolul 4 avem modelarea propriu -zisă a subansamblelor in softul Solidoworks, în care
sunt evidențiați pașii urmați pentru model are.
În capitolul 5 s -a discutat despre analiza flow a eleronului, influența presiunii asupra
eleronului și influența acestuia în aerodinamica lui.
În capitolul 6 s -au efectuat testare și validare, s -au efectuat teste statice pentru diferite
materiale asupra eleronului, pentru a se vedea care din materiale sunt mai rentabile.
In capitolul 7 s -a făcut o simulare a sustenabilității eleronului și a jantelor în care putem
observa resursele consumate și nivelul de poluare pentru diferite materiale precum și o analiză a
costului.
In capitolul 8 sunt concluziile la care s -a ajuns după ce s-a făcut această lucrare
În ultima parte a lucrării fiind bibliografia de referință pentru anumite informații extrase din
surse externe.

Lucian LAZĂR Cercetări privind stadiul actual al proiectării și
optimizării asistate de calculator a automobilelor

The theme of the diploma thesis is "Designing and optimizing the body parts of a Bugatti
Veyron".
Chapter 2 of the paper introduces a computer -aided design, then details the concepts of
computer -aided design and a brief introduction to the software used to perform the work, Solidworks.
Chapter 3 describes how the software can perform modeling, behind the software is a
mathematical model without which the software could not create a surface or generate a pattern. The
same for finite element division, a mathematical model is described in Chapter 3.
In chapter 4 we have the proper modeling of the sub -assemblies in the Solidoworks software,
which highlights the steps t o be followed for modeling.
In Chapter 5 we discussed the flow analysis of the aileron, the influence of the pressure on the
aileron and its influence in its aerodynamics.
In Chapter 6 Testing and validation has been performed , static tests have been carr ied out on
different materials on the eleron to see which materials are more cost -effective.
In chapter 7 a simulation of the sustainability of aileron and rims was made, where we can
observe the consumed resources and the level of pollution for different materials as well as a cost
analysis.
In Chapter 8 there are the conclusions reached after this work has been done.
The last part of the paper is the reference bibliography for some information extracted from
external source

Cuprins

Capitolul 1. Cercetă ri privind stadiul actual al proiectării și optimizării
asistate de calculator a automobilelor ………………………….. ………………….. 10
1.1. Introducere ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………. 10
1.2. Scurt istoric ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……… 10
1.3. Generalități ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………. 11
1.4. Suprafețe (surfaces ) ………………………….. ………………………….. …………………….. 12
1.5. Instrumente de construire a suprafețelor ………………………….. ……………………….. 13
1.5.1. Suprafețe generate de frontiere ………………………….. ………………………….. …. 13
1.5.2. Suprafețe extrudate pornind de la o curbă ………………………….. ………………. 13
1.5.3. Extrudare pornind de la o față 2D sau 3D ………………………….. ……………… 14
1.5.4. Suprafețe rotitoare ( revolved ) ………………………….. ………………………….. ……. 15
1.5.5. Suprafețe swept ………………………….. ………………………….. ………………………. 16
1.5.6. Suprafețe lofted ………………………….. ………………………….. ………………………. 17
1.5.7. Suprafețe offset ………………………….. ………………………….. ………………………. 17
1.5.8. Suprafețe radiale ………………………….. ………………………….. ……………………… 18
1.5.9. Decupare suprafețe ………………………….. ………………………….. ………………….. 19
1.6. Instrumente de control a suprafețelor ………………………….. ………………………….. .. 20
1.6.1. Extindere suprafețe ………………………….. ………………………….. …………………. 20
1.6.2. Teșituri suprafețe ………………………….. ………………………….. …………………….. 22
1.6.3. Unire suprafețe ………………………….. ………………………….. ……………………….. 24
1.6.4. Taiere suprafețe ………………………….. ………………………….. ………………………. 25
Capitolul 2. Analiză și Fundamentare Teoretică ………………………….. ….. 27
2.1. Relații fundamentale pentru elemente solide elastice elementare ………………….. 27
2.1.1. Matricea tensiunilor ………………………….. ………………………….. ………………… 27
2.1.2. Rotația sistemului de coordonate ………………………….. ………………………….. . 29
2.1.3. Relația dintre tensiune și deformare ………………………….. ……………………….. 29
2.2. Elemente finite ………………………….. ………………………….. ………………………….. …. 30
2.2.1. Principiul de minimă energie portantă ………………………….. ……………………. 30
2.2.2. Energii de deformație pentru grinzi, plăci și carcase ………………………….. … 32
2.2.3. Metoda elementului finit ………………………….. ………………………….. ………….. 33
Capitolul 3. Proiectare de Detaliu ………………………….. ………………………… 36
3.1. Proiectarea caroseriei ………………………….. ………………………….. …………………….. 36
3.1.1. Modelare aripă față ………………………….. ………………………….. …………………. 36
3.1.2. Modelare capotă ………………………….. ………………………….. ……………………… 37
3.1.3. Modelare pavilion ………………………….. ………………………….. …………………… 40
3.1.4. Modelare Portieră ………………………….. ………………………….. ……………………. 41
3.1.5. Modelare aripă spate ………………………….. ………………………….. ……………….. 42
3.1.6. Modelare praguri ………………………….. ………………………….. …………………….. 43
3.1.7. Modela rea zonei din spate ………………………….. ………………………….. ………… 43
3.1.8. Modelare bară spate ………………………….. ………………………….. ………………… 44

Lucian LAZĂR Cercetări privind stadiul actual al proiectării
și optimizării asistate de calculator a automobilelor
3.1.9. Modelare grile ………………………….. ………………………….. ………………………… 46
3.2. Proiectare a Roții ………………………….. ………………………….. ………………………….. .. 49
3.2.1. Modelare jantă ………………………….. ………………………….. ………………………… 49
3.2.2. Modelare spițe jantă ………………………….. ………………………….. ………………… 49
3.2.3. Modelare orificii fixare ………………………….. ………………………….. ……………. 50
3.2.4. Modelare anvelopă ………………………….. ………………………….. ………………….. 51
3.2.5. Ansamblu jantă -anvelopă ………………………….. ………………………….. …………. 52
3.3. Proiectare eleron spate ………………………….. ………………………….. …………………… 53
3.4. Proiectare oglinzi ………………………….. ………………………….. ………………………….. 55
3.5. Concluzii ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………. 56
Capitolul 4. Implementarea și analiza Flow Simulation a eleronului …. 57
4.1. Concept eleron 1 ………………………….. ………………………….. ………………………….. . 57
4.1.1. Testare eleron numărul 1 ………………………….. ………………………….. ………….. 58
4.2. Concept eleron 2 ………………………….. ………………………….. ………………………….. . 59
4.2.1. Testare eleron eleron numărul 2 ………………………….. ………………………….. … 59
4.3. Concluzii ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………. 60
Capitolul 5. Testare și Validare ………………………….. ………………………….. . 61
5.1. Condiții impuse și restricții ………………………….. ………………………….. …………….. 61
5.2.1. Analiza fibrei de carbon ………………………….. ………………………….. …………… 63
5.2.2. Analiza fibrei de sticlă ………………………….. ………………………….. …………….. 64
5.3. Concluzii ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………. 66
Capitolul 6. Analiza sustenabilității unor elemente de caroserie ……….. 67
6.1. Sustenabilitate eleron ………………………….. ………………………….. …………………….. 67
6.2. Sustenabilitate jante ………………………….. ………………………….. ………………………. 69
6.3. Concluzii ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………. 71
Capitolul 7. Analiza costurilor ………………………….. ………………………….. … 72
7.1. Analiza costurilor pentru producerea eleronului ………………………….. …………….. 72
7.2. Analiza costurilor pentru producerea jantelor ………………………….. ………………… 73
7.3. Concluzii ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………. 74
Capitolul 8. Concluzii ………………………….. ………………………….. ……………… 75
Bibliografie ………………………….. ………………………….. ………………………….. … 76

Lucian LAZĂR Cercetări privind stadiul actual al proiectării și
optimizării asistate de calculator a automobilelor
10

Capitolul 1. Cercetă ri privind stadiul actual al proiectă rii
și optimizării asistate de calculator a automobilelor
1.1. Introducere
Proiectarea asistată de calculator s -a dezvoltat în contextul dezvoltării resurselor
hardware și soft ware . Această evoluț ie a determinat și schimbarea concepț iilor cu privire la
proie ctarea și realizarea desenării ș i execută rii pieselor, atât simple cât ș i complexe.. Fără ajutorul
calculatoarelor ș i al programelor de simulare din ce în ce mai puternice, nu se mai poate practic
concepe activitatea de proiectare în acest domeniu. Totodată aplicațiile de proiectare ușurând
complet munca proiectantului, astfel implementându -se in diferite domenii.
Unul din marele avantaj este parametrizarea și analiza cât mai reală a obiectului prin
modelare 3D și apoi evidențierea acestora în schițe 2D, precum și simularea acestora este mult mai
ușor de realizat, este mult mai practic să efectuezi simulări înainte de conceperea fizică a
modelului, deoarece dacă apar probleme se pot rezolva cu costuri minime.
Rolul principal îl ocupă tot operatorul uman, deoarece fără acesta nu este posibilă
proiect area, rolul secundar fiind ocupat de calculator.
1.2. Scurt istoric
Începând cu anul 1950 proiectarea asistată de calculator a început să aibă o dezvoltare
deosebită până în ziua de astăzi, dezvoltându -se diferite concepte.
În anul 1950 apar primele preocupări de proiectare și optimizare automată cu ajutorul
calculatorului.
Apariția concepț iei de p roiectarea asi stată de calculator (CAO1/CAD2) au dus l a apariț ie
a numeroase publicaț ii începând cu anii 1960 punându -se amprenta pe industrie mai ales începând
cu anul 1970.
După anul 1980 conceptul (CAO/CAD) sa extins i ntroducând alte concept print re care și
(CAD/ CAM3) începâ nd cu ani i 1970 întreprin derile care au aplicat conceptu l de fabricaț ie asi stată
de calculator au î nceput să rezolve probleme dificile pe care nu le puteau rezolva fără calculator.

1 CAO – Concepțion Assistee par Ordinateur ( Concepție asistată de calculator )
2 CAD – Compiuter Aided Design ( Proiectarea Asistată de Calculator )
3 CAM – Computer Aided Manufacturing (Fabri cația Asistată de Calculator )

Lucian LAZĂR Cercetări privind stadiul actual al proiectării și
optimizării asistate de calculator a automobilelor
11
O foarte mare dezvoltare a acestor programe pentru proiectare asistată de calculator a
avut-o în perioada 1980 -1990. Aceste activități s -au dezvoltat foarte mult de atunci până în prezent
doar că in perioada 1980 -1990 rezultatele au avut cel mai mare impact.
În ziua de astăzi multe din softurile existente oferă servicii de înaltă calitate și fiecare
producător își personalizează interfața, fiecare producător dorește să acapareze cât mai mulți
clienți.
1.3. Generalități
Solidworks cuprinde toate facilitățile majore ale unui pachet de programe pentru
proiectarea asistată de calculator. Solidworks este un pachet de programe pentru modelarea
geometrică tridimensională , strategia de modelare are ca și punct de plecare proiectarea bazată pe
caracteristicile constructiv -tehnologice ale reperelor, continuând cu realizarea ansamblurilor,
cotarea și generarea semi -automata a desenelor de execuție.
Principalele caracteristici ale softului sunt:
• Abilitatea de a identifica, modifica și comunica intenția de proiectare de -a
lungul între gului proces de construcție. Facilitând în orice moment modificarea
dimensiunilor, rela țiilor si a geometriei piesei.
• Facilitățile de modelare a ansamblurilor perm it sta bilirea de suprafețe de
referinț ă pen tru montaj, introducerea constrângerilor geometrice ca baza de poziționare a
compo nentelor, reprezentarea desfășurată a ansamblului, detectarea zonelor de interferență
între componente și modificarea pieselor î n context. Ansamblurile pot fi reorganizate pe
nivele de subansamble prin utilizarea modului " Feature Manager Tree ". De aseme nea,
sunt incluse posibilități de identificare și definire automată a relațiilor de asambla re și a
suprafețelor conjugate, precum și analiza variantelor posibile de asamblare cu ajutorul
modulului " Assembley Configurations ".
• Generarea rapida, direct din modelul tridimensional, a documentației 2D
formată din vederi, secțiuni, detalii cote, toleranțe, elemente de text, tabel de compon ență
si liste de materiale. Documentația este într -o corespondență permanentă cu modelul
geometric, astfel încât orice modificare operată în model se reflectă automat în
documentația 2D.
• În domeniul modelarii suprafețelor, poate genera forme complexe.
SolidWorks utilizează metoda generă rii corpurilor solide prin caracteristici, una dintre
cele mai utilizate tehnici de mod elare a corpurilor 3D. Se porneș te de la un contur desenat în 2D,

Lucian LAZĂR Cercetări privind stadiul actual al proi ectării și
optimizării asistate de calculator a automobilelor
12
din care se generează blocul grafic de construcț ie de baza. Un bloc gra fic de construcție este o
formă de bază căreia i se aplică caracteristicile constructiv -tehnologice.
Blocurile sunt de dou a tipuri: cu geometrie implicită (teșituri, racordă ri, rotunjiri) și cu
geometrie explicită (elementul de bază fiind forma secț iunii) . Blocurile grafice de construcție cu
geometrie explicită definesc forma de bază a piesei, care se obține întotdeauna prin adă ugare de
materi al. Un astfel de bloc se creează prin extrudarea sau rotir ea în jurul unei axe a unei
secțiuni.
Se pot de asemene a crea secț iuni orientate care se utilizează pentru generarea suprafeț elor
sau a corpurilor solide. După realizarea formei de bază a piesei urmează crearea celorlalte
blocuri grafi ce de construcție, care pot fi de tipul adăugare sau înlă turare de material.
Acestea se leagă de forma de bază, dupa o structură arborescenta, și apoi se adaugă
celelalte elemente de construcție necesare finaliză rii modelului.
Operaț iile principale prin ca re se realizează elementul de bază sunt extrudarea (pen tru
corpuri prismatice) si rotaț ia unui contur în jurul une i axe (pentru corpuri de revoluț ie).
1.4. Suprafețe (surfaces )
Corpurile de tip suprafață se referă la geometrii cu grosime zero. Puteți avea mai multe body-
uri de tip suprafață într-un part.
Suprafețele pot fi folosit la crearea de obiecte solide. Capitolul referitor la suprafețe
tratea ză două asp ecte:
 Instrumen te de creare a d iferitelor tipuri de suprafețe
 Instrumen te de modificare (editare) a suprafețelor
În Solidworks su prafețele pot fi folosite în următoarele feluri:
 Select ați elemente de contur sau vertex-uri ale suprafețelor pentru a le folosi ca și
curbe de ghidare sau căi la real izarea sweep-urilor.
 Creați un solid sau un decupaj dâ nd grosime unei suprafețe (thickening).
 Folos iți suprafețe ca limită de extrudare sau decupare la condițiile Up to Sur- face
sau Offset from Surface.
 Înlocuiți o față cu o suprafață

Lucian LAZĂR Cercetări privind stadiul actual al proiectării și
optimizării asistate de calculator a au tomobilelor
13

Suprafața extrudată rezultată 1.5. Instrumente de construire a suprafețelor
1.5.1. Suprafețe generate de frontiere
Suprafețele generate de frontiere numite boundary surfaces permit obținerea tangențe
și racordări superioare. Se recomandă folosirea acestui feature în locul loft-ului pentru calitatea și
controlul superior al curburii și continuității.
Exempl e de boundary surfaces :

Folosirea unei curbe și a unui punct suprafața generată de câte trei
curbe în cele 2 direcț ii cele ca și frontiere.
1.5.2. Suprafețe extrudate pornind de la o curbă
1. Schițați profilul dorit (Fig. 1.5.2 2)
2. Clic pe Extruded Surface ( Bara Surfaces) sau Insert > Surface > Extrude .
3. Setați opțiunile dorite din panoul PropertyManager .

Suprafață extrudată folosind
opțiunea MidPlane pornind de la un splin

4. Clic pe OK .

Lucian LAZĂR Cercetări privind stadiul actual al proiectării și
optimizării asistate de calculator a automobilelor
14

1.5.3. Extrudare pornind de la o față 2D sau 3D
Suprafețele extrudate pot fi inițiate și de fețe 2D sau 3D urmând a fi îmbinată (knit) cu
suprafețele adiacente

1. Clic Insert > Surface > Extrude .
2. Selectați o față/fețe sau suprafață existentă 2D sau 3D
3. Alegeți condițiile de terminare (Cap end).
4. În cazul fețelor 3D, trebuie selectată direcția de extrudate – ea poate fi dată de un plan
(perpendiculara pe el), o muchie, o față 2D perpendiculara pe ea), sau orice vector .
5. Dacă doriți ca fața inițială să fie ștearsă faceți clic Delete original faces.
6. Pentru a uni fețele create într-un singur body, selectați Knit result .
7. Setați, eventual, alte opțiuni și click .

Exemplu extrudare
Suprafața generată este laterala O secțiune prin rezultatul final. A fost bifată pălăriei.
Este bifată opțiunea opțiunea Delete original faces.

Lucian LAZĂR Cercetări privind stadiul actual al proiectării și
optimizării asistate de calculator a automobilelor
15

Au fost selectate câte două dintre ele
Profile Intersectate Pot fi alese combinații de contururi sau regiuni (insule) 1.5.4. Suprafețe rotitoare (revolved )
Alegeți unul sau mai multe contururi (profile) ce vor fi folosite la crea rea de suprafețe de
revoluție:

Profile sparate

Pentru a crea o suprafață de revoluție pornind de la un contur deschis

1. Schițați un profil și o linie de axă.

Lucian LAZĂR Cercetări privind stadiul actual al proiectării și
optimizării asistate de calculator a automobilelor
16

2. Clic pe Revolved Surface (Bara Surface) sau Insert >
Surface > Revolve.
3. Setați opțiunile din PropertyManager.
4. Clic pe OK .

1.5.5. Suprafețe swept
Pentru a crea o suprafață de tip Sweep
1. Alegeți /Creați planele pe care veți schița profilul, calea și eventual, curbele de ghidare.
2. Schițați pe aceste plane profi lurile, calea si curbele dorite.

Profilul

3. Dacă folosiți curbe de ghidare adău –
gați condiții de coincidență sau con –
tact (pierce) între profil și curba de ghidare
4. Clic pe Swept Surface ( Bara Surfaces) sau
Insert > Surface > Sweep.
5. Setați opțiunile dorite în Property Manager.
6. Clic pe OK .

Profilul și calea Suprafața Sweep

Lucian LAZĂR Cercetări privind stadiul actual a l proiectării și
optimizării asistate de calculator a automobilelor
17
1.5.6. Suprafețe lofted
Pentru a crea suprafețe de tip loft:
1. Creați plane pentru fiecare profil intermediar. Planele pot fi neparalele
2. Schițați secțiunile intermediare și curbele de ghidare. Puteți crea toate profi – lele și
curbele de ghidare într -o singură schiță 3D .

Profilele

3. Clic pe Lofted Surface (Bara Surfaces ) sau Insert > Surface > Loft.
4. Setați opțiunile din PropertyManager.

Loft simplu
5. Clic pe OK .
1.5.7. Suprafețe offset
Pentru a crea suprafețe de tip offset :
1. Clic pe Offset Surface (Bara Surfaces) sau Insert > Surface > Offset .
2. În PropertyManager:
Profile si curbe de ghidare
Loft folosind curbe de ghidare

Lucian LAZĂR Cercetări privind stadiul actual al proiectării și
optimizării asistate de calculato r a automobilelor
18
1. Selectați în zona grafică suprafețe sau fețe pentru Surface or Faces to Offset .
2. Setați o valoare pentru distanța la care se va face copia Offset Distance . Distanța
poate fi și zero .

3. Selectați Flip Offset Direction
dacă doriți realizarea offset -ului pe
partea ce lălalt.
4. Clic pe OK .

1.5.8. Suprafețe radiale
Instrumentul Radiate Surface creează o suprafață plană prin radierea (extinderea) unei
muchii sau a unei suprafețe într -un plan selectat.
Pentru a crea o suprafață radiate:
1. Clic pe Radiate Surface (Bara Surfaces ) sau Insert > Surface > Radiate.
2. În PropertyManager, la Radiate Parameters :
1. La Radiate Direction Reference selectați o față sau un plan care va conține
noua entitate. Eventual faceți clic pe pentru a inversa sensul radierii.
2. Selectați o muchie sau un set de muchii care sa fie extinse la Edges To
Radiate . Dacă bifați Propagate to tangent faces se vor select a automat

Lucian LAZĂR Cercetări privind stadiul actual al proiectării și
optimizării asistate de calculator a automobilelor
19
toate conturile adi acente celui selectat prima oara.

3. Eventual faceți clic pe pentru a inversa sensul radierii.

4. Dacă bifați Propagate to tangent faces se vor selecta automat toate conturile
adiacente celui selectat prima oara.

5. Setați dista nța Radiate Distance
pentru a stabili lățimea
benzii de extindere.

3. Clic pe OK .

1.5.9. Decupare suprafețe
Cu ajutorul Surface cut puteți folosi o
suprafață sau un plan pentru a decupa unul sau mai
multe modele solide.
Pentru a tăia un solid folosind o suprafață sau un plan :
1. Clic pe Cut With Surface în bara Features, sau clic Insert > Cut > With Surface.
2. În PropertyManager, la Surface Cut Parameters , selectați suprafața sau planul folosit
pentru a tăia.
3. Examinați previzualizarea. Daca este necesar, cl ic pe Flip cut pentru a in versa zona
de tăiere.

Lucian LAZĂR Cercetări privind stadiul actual al proiectării și
optimizării asistate de calculator a automobilelor
20
4. Dacă există mai multe corpuri în mo del atunci PropertyManager va per – mite sa selectați
corpurile dorite a fi secționate ale gând dintre opțiunile din caseta Feature Scope : All
bodies (toate corpurile) sau Selected bodies
(corpurile selectate) cu opțiunea de Auto -select
sau selecție manuală .

5. Clic pe OK .

1.6. Instrumente de control a suprafețelor
1.6.1. Extindere suprafețe
Pentru a extinde o suprafață:
1. Clic pe Extended Surface ( bara Surfaces) sau Insert > Surface > Extend.
2. În PropertyManager:
1. La Edges/Faces to Extend , selectați în zona grafică muchii sau fețe pentru
a fi extinse. Ele vor apărea în caseta S elected Face/Edge s .
Corpurile selectate au fost
secționate de suprafața aleasă.

Lucian LAZĂR Cercetări privind stadiul actual al proiectării și
optimizării asistate de calculator a automobilelor
21
În cazul selectării unei muchii individuale, extinderea se va face numai de -a lungul ei, dacă
sunt selectate fețe, extinderea se va face pe tot conturul selectat.
Dacă bifați butonul Propagate si selectați un segment, vor fi lectate automat toate
segmentele aflate în prelungire.

Extindere prin selectarea unui segment

Extinderea prin selectarea
separata a unor segmente adiacente

2. Selectați limita extinderii End Condition:

Opțiune: Descriere:
Distance Extinderea se face pe lungimea dată de valoarea introdusă la Distance .
Up to point Extinderea se face până la punctul sau vertexul selectat în zona
grafică .

Extinderea prin selectarea
separat a unor segmente neadiacente
Extindere dacă a fost
bifat Propagate .

Lucian LAZĂR Cercetări privind stadiul ac tual al proiectării și
optimizării asistate de calculator a automobilelor
22
Up to
surface Extinderea se face până la suprafața sau fața selectată in zona grafică
Surface/Face .

3. Selectați tipul extinderii: Extension Type:

Opțiunea: Descriere:
Same s urface Suprafața se va extinde
în continuarea cu a ceiași al ură

Linear

Suprafața se va extinde
liniar tan gent.

4. Clic pe OK .

1.6.2. Teșituri suprafețe
Cu această comandă se pot înlocui muchiile cu o suprafață de racordare.
Pentru a racorda 2 suprafețe ne coplanare faceți clic pe Fillet (bara Features) sau Insert >
Surface > Fillet/Round.

Racordare (Fillet) cu rază constantă
Pre-vizualizare
Racordare (Fillet) cu rază constantă
Rezultat final

Lucian LAZĂR Cercetări privind stadiul actual al proiectării și
optimizării asistate de cal culator a automobilelor
23

Racordare (Fillet) cu rază variabilă
Pre-vizualizare

Suprafață de revoluție
fără racordare (Fillet)

Clic pe Reverse Face Normal pentru a inversa racordarea.
La racordarea de suprafețe opțiunea Keep Features vă permite să păstrați pe racordare elementele
de extrudare (boss extrude), dar nu și pe cele de decupare (cut extrude).
În cazul solidelor, opțiunea Keep Features vă permite păstrarea ambelor features.
Racordare (Fillet) cu rază variabilă
Rezultat final
Suprafață de revoluție racordată cu ra ză
variabilă racor dare (fillet)

Lucian LAZĂR Cercetări privind stadiul actual al proiectării și
optimizării asistate de calculator a automobilelor
24

Racorda re (fillet) în cazul solidelor.

Racordare (fillet) în cazul suprafețelor.

1.6.3. Unire suprafețe
Utilizați Knit Surface pentru a uni 2 sau mai multe suprafețe.
• Muchiile sau suprafețele trebuie să fie adiacente și să nu se suprapună.
• Suprafețele nu trebuie să fie coplanare .
• Suprafața rezultată va absorbi suprafețele selectate inițial.
• Puteți crea un corp solid dacă uniți suprafețe ce includ un volum sau puteți lăsa
rezultatul final ca și suprafață.
• Selectați Gap Control pentru a vedea și controla golurile dintre suprafețe.
Pentru a uni (knit) suprafețe:

1. Clic pe Knit Surface pe bara Surfaces , sau Clic pe
Insert > Surface > Knit.
2. In Property Manager, la Selections:

1. Selectați fețele și suprafețele pe care doriți
să le uniți: Surfaces and Faces to Knit
.

Lucian LAZĂR Cercetări privind stadiul actual al proiectării și
optimizării asistate de calculator a automobilelor
25
2. Selectați Try to from solid pentru a crea un solid din volumul înconjurat
de fețele/suprafețele.
3. Selectați Merge entities pentru a fuziona fețele cu aceiași geometrie
subadiacentă.
3. Selectați Gap Control pentru a vedea și controla eventualele goluri dintre suprafețele
selectate.
4. Clic pe OK .
1.6.4. Taiere suprafețe
Pentru a tăia (trim) o suprafață :
1. Create două sau mai multe suprafețe care se intersectează sau creați o suprafață
ce se intersectează cu un plan sau are o schiță pe ea.
2. Clic pe Trim Surface pe bara Surfaces, sau Clic pe Insert > Surface >
Trim.
3. In PropertyManager, la Trim Type , selectați tipul :

1. Standard. Taie suprafețe folosind alte suprafețe,
elemente de schiță, curbe, plane, etc.
2. Mutual . Taie suprafețe multiple între ele.

4. La Selections , alegeți:
1. Trim tool Selectați o suprafață, schiță, curbă sau
plan pe post de sculă tăietoare.
2. Surfaces Selectați suprafețe zona grafică ce se vor
tăia reciproc.
3. Keep selections . Suprafețele selectate și listate în
caseta Pieces to Keep vor fi păstrate. Celelalte vor
fi descărcate (șterse).

Lucian LAZĂR Cercetări privind stadiul actual al proiectării și
optimizării asistate de calculator a automobilelor
26
4. Remove selections . Suprafețele listate în caseta
Pieces to Re move vor fi descărcate . Celelalte
vor fi păstrate.

5. La Surface Split Options , selectați:
1. Natural . Forțează curba de intersecție să urmărească
fidel suprafețele.
2. Linear . Impune curbei de intersecție un profil linear.
3. Split all . Taie tot în suprafață.

6. Clic pe OK .

Exemplu de Trim Standard:

Schiță pe suprafața unei
suprafețe ce va fi folosită ca Trim tool . Pieces to keep cu
Natural selectat in
Surface Split Options Suprafață obișnuită

Lucian LAZĂR Analiză și Fundamentare Teoretică
27
Capitolul 2. Analiză și Fundamentare Teoretică
2.1. Relații fundamentale pentru elemente solide elastice elementare
În mecanica solidelor se utilizează stări de stres, deformări și deplasări în solide deformabile,
relațiile de bază care guvernează aceste stări și care sunt de baza pentru aplicații cu elemente finite
sunt prezentate mai jos.
2.1.1. Matricea tensiuni lor
Se presupune încă rcarea externă pe suprafața unui corp deformabil, sa fie transmis în interior
prin presiunea unei părți a c orpului pe o porțiune adiacentă. În cazul în care un astfel de organism este
divizat de un plan care are o an umită orientare în spațiu (Fig 2 .1.1a) și o regiune în jurul unui punct P
pe suprafața tăiată este considerată, forțele de presiune asupra acestei regiuni pot fi rezolvate într -un
vector rezultant de moment ΔP (Fig.2 .1.1b). Deoarece regiunea considerată scade în dimensiuni în
jurul punctului, acești vectori rezultanți scad în mărime și direcțiile lor vor varia. În limita se
presupune că raportul dintre vectorul forță și zona pe care acționează , se apropie de o limită t
(Fig.2 .1.1c), în timp ce raportul dintre vectorul moment și zona vectorului tensi unii de cuplu dispare.

Fig.2 .1.1 1 Vectorul tensiunii la un punct
Vectorul de tensiune „t” într-un punct în organism este o funcție de orientare a planului pe
care acționează și este legată de componentele vectorilor de tensiune pe trei planuri perpendiculare

Lucian LAZĂR Analiză și Fundament are Teoretică
28
care trec prin punct. Setul de nouă componente, numite matricea de tensiune, definește starea de
tensiune la un punct. În coordonate carteziene acestea sunt:

Primul subscript denotă direcția îndreptată spre ext erior, perpendicular pe planul în care
acționează componenta tensiunii în timp ce al doilea subscript denotă direcția componentei tensiunii.
Acestea sunt prezentate în (fig. 2 .1.1 2) care acționează pe fețele pentru care normala orientată spre
exterior est e în direcția pozitivă a axei de coordonate. Condițiile momentului de echilibru al forțelor
cu privire la un punct necesită simetrie a matricei și anume:

Fig.2 .1.1 2 Componentele vectorului de tensiune în 3 plane
perpendiculare

Lucian LAZĂR Analiză și Fundamentare Teoretică
29
2.1.2. Rotația sistemului de coordonate
Matricea a fost definită în raport cu un anumit sistem de coordonate x,y,z. Daca un al doilea
set de coordonate carteziene x’,y’,z’ este introdus, având aceeași origine, cele doua sisteme de
coordonate sunt ca și în (fig.2 .1.2 1).

Fig .2.1.2 1 Rotația componentelor vectorului în sistem de coordonate
carteziene
2.1.3. Relația dintre tensiune și deformare
Sunt doua blocuri de analiza structurala relația dintre cele două este legea generalizată a lui
Hooke dată de ecuația liniară:

În care C este matricea simetrică a coeficientului elastic .

Lucian LAZĂR Analiză și Fundamentare Teoretică
30

A este matricea coeficientului de dilatare termică

Și ΔT este diferența dintre temperatura reală și temperatura uniformă la care se află corpul fără
tensiune.
Relația dintre tensiune și deformare este data și de modulul lui Young care este constant
pentru fiecare material în parte.
2.2. Elemente finite
2.2.1. Principiul de minimă energie portantă
Un principiu variabil care este echivalent cu ecuațiile diferențiale ale echilibrului și condiții
limită ale solidelor elastice liniare pot fi derivate și exprimate matematic astfel:

Unde integralele sunt peste volumul V și peste suprafața corpului deformat. Partea stângă a ecuației
se numește lucrarea virtuală internă, activitatea virtuală a forțelor interne, în timp ce partea dreaptă
este lucrarea virtuală a forțelor de suprafață și a corpului. Aici σ este matricea reală care satisface
ecuațiile de echilibru t n este vectorul tensiunii de suprafață, f este un vector de forță al corpului ( forță
pe unitate de volum).

Lucian LAZĂR Analiză și Fundamentare Teoretică
31

Δε este infinitzecimal arbitrar în vectorul u de deplasare

Dacă suprafețele se împart în regiunea S u pe care deplasările sunt prescrise și S σ vectorul
tensiunii este prescris, iar în cazul în care matricea de deplasare u este aleasă astfel încât să
îndeplinească condițiile de deplasare la limită pe S u , poate sa fie rescrisă pentru un corp liniar elastic,
care satisface legea lui Hooke

Π numit energia potențială a corpului deformat

Principiul energiei potențiale minime este declarat cea mai fre cvent utilizată în aproximări ale
elementelor finite.

Lucian LAZĂR Analiză și Fundamentare Teoretică
32
2.2.2. Energii de d eformație pentru grinzi, plăci și carcase
Analiza structurilor care au una sau d ouă dimensiuni, este de obicei realizată cu ajutorul unor
ipoteze simplificatoare. Acestea sunt discutate mai jos, se remarcă faptul că în toate cazurile energia
de deformare e ste exprimabilă ca parte integrată care implică o o integrala din εTCε.
Un fascicul este o structura tridimensională pentru care lungimea este mare în comparație cu
lățimea sau adâncimea secțiunii transversale. Axa de referi nță definită de linia care unește centroidul
fiecărei secțiuni transversale perpendiculară pe aceasta.
Planele secțiunii transversal perpendicular pe axa nedeformată rămân neutre și neschimbate
în formă. Deformările sunt de forma:

Unde Ψ y și Ψ z sunt rotații ale secțiunii trans versale în jurul axelor y și z.
Rezultatele tensiunii (fig.2 .2.2 1) sunt definite prin urmă toarele relații:

Lucian LAZĂR Analiză și Fundamentare Teoretică
33

Fig. 2 .2.2 1 Direcțiile pozitive pentru tensiunile rezultate
2.2.3. Metoda elementului finit
Metoda elementului finit este o metodă generală de rezolvare aproximativă a ecuațiilor cu
derivate parțiale care descriu sau nu fenomene fizice.
Constă în studiul pe porțiuni ale domeniului de interes și recompunerea domeniului de
studiu, respectând anumite cerințe matematice.
Din punct de vedere al domeniilor de aplicare, metoda poate fi extinsă în orice domeniu de
activitate, cum ar fi:
– Analiza structurală (determinarea stării de tensiune sau de deformație dintr -o structură
solicitată );
– Analiza termică (determinarea câmpului de temperatură sau a fluxului de caldură dintr -o
structură solicitată termic);
– Analiza fluidelor (determinarea funcției de curent sau a potențialului de viteză );
– Analiza electrică/magnetică (determinarea fluxului electric sau magnetic).
Discretizarea
O structură (un domeniu) poate fi împărțită in diverse moduri, cu mai mult sau mai puține
noduri si elemente. Nodurile sunt așa -numitele “puncte de lipici”, “piuneze”, care mențin elementel e
într-un ansamblu unitar( Fig.2 .2.3 1).

Lucian LAZĂR Analiză și Fundamentare Teoretică
34

Procesul de discretizare are drept urmare împărțirea modelului structurii într -un număr
oarecare de fragmente sau elemente. De exemplu, recipientul din (fig.2 .2.3 2 a) poate fi descompus
sau discretizat într -un număr de elemente patrulatere și triunghiulare denumite elemente finite
(Fig.2 .2.3 2b). Elementele finite se leagă între ele prin noduri comune, care sunt vârfurile
patrulaterelor sau triunghiurilor.
Un element finit poate fi privit ca o piesă de sine stătătoare, i nteracționând cu celelalte
elemente numai în noduri. Pentru ca rezultatele analizei să fie cât mai precise trebuie ca proc esul de
idealizare al structurii date să fie cât mai performant, ceea ce implică respectarea unor reguli si
exigențe privind discretiz area.

Fig.2 .2.3 2 Descompunere în elemente finite
noduri
elemente
Fig.2 .2.3 1 Discretizare

Lucian LAZĂR Analiză și Fundamentare Teoretică
35
Ideea de bază a metodei elementelor finite este că pentru un element de tip oarecare, trebuie
făcută ipoteza că deplasările din interiorul elementului variază după o lege cunoscută, determinată de
o funcție de interpolare. Consecința acestui demers este că ,local, acolo unde se va afla plasat elementul
finit, în urma procesului de discretizare, acesta va aproxima starea de deplasări a structurii prin legea
de interpolare implementată în elementul respectiv.
Funcțiile de interpolare au frecvent forma unor po linoame, alegerea gradului polinomului și
determinarea valorilor coeficienților acestora trebuie să asigure o cât mai bună aproximare a soluției
exacte a problemei date.
În figura 2 .2.3 3 se prezintă schematic modul în care polinoamele de gradul 0,1,2 re spectiv
cu 1,2,3 termeni se pot aproxima o stare de deplasări oarecare.

Fig.2 .2.3 3 Aproximare după soluția exactă
O serie de elemente care condiționează discretizarea sunt:
Tipul elementelor finite . Acestea se aleg în funcție de tipul problemei și de domeniul de
analiză, de precizia dorită, de variația mărimii necunoscute etc.
Elementele parabolice sunt de preferat celor liniare, întrucât la același număr de noduri,
soluția discretizării cu elemen te parabolice este mai precisă decât cea cu elemente liniare.
Dacă există mai multe tipuri de elemente finite, la granița dintre acestea trebuie asigurată
continuitatea.
Mărimea și numărul elementelor finite influențează convergenta soluției. Se observă că
la un număr mai mare de elemente rezultatul se apropie către soluția exactă, dar și o creștere excesivă
poate conduce la un “colaps” datorită efectului erorii de mașină la un volum mare de calcule.
Poziționarea nodurilor , care în general se face unifo rm în structură. Discontinuitățile în
geometrie sau în încărcare impun alegerea unor noduri intermediare. Trecerea de la o zonă cu
discretizare fină la una cu discretizare grosolană trebuie făcută progresiv, nu brusc.
Gradul de uniformitate a rețelei de elemente finite . Se evită folosirea elementelor cu
formă alungită (triunghiuri foarte ascuțite, dreptunghiuri cu raportul dimensiunilor mai m are ca 3).

Lucian LAZĂR Proiectare de Detaliu
36
Capitolul 3. Proiectare de Detaliu
3.1. Proiectarea caroseriei
Primul pas pentru a putea modela caroseria este acela de a introduce schiț a suport (Fig.3 .1 1),
după care ne ghidăm pentru a putea modela suprafeț ele caroseriei, se fac 4 plane pe care se î ncepe
modelarea. Inserarea unei poze/schițe se face prin generarea unui sketch -> Toolx ->Sketch tools ->
Sketch picture.
3.1.1. Modelare aripă față
Începem modelarea prin efectuarea unui sk etch pe conturul aripii din față pe planul creat
anterior , se folosesc linii curbe s i arcuri de cerc, se folosește o linie curbă pe planul orizontal și două
linii curbe după profil pe planul vertical( Fig.3 .1.1 1).

Fig.3 .1 1 Schiță suport

Lucian LAZĂR Proiectare de Detaliu
37

Fig.3 .1.1 1 Sketch aripă față
După ce s-a făcut conturul se folosește comanda Loft cu ajutorul căruia se profilează o
suprafață cu ajutorul profilului închis format anterior (Fig. 3.1.1 2 ).
În continuare se folosește Surface Trim, pentru a putea elimina surplusul de material care s -a
adăugat.
3.1.2. Modelare capotă
După ce s-a finalizat aripa, începem cu partea frontală, mai exact prin a face conturul părții
de jos a caroseriei, se face un sketch cu conturul părții frontale în planul lateral și se foloseș te comanda
Surface, în prelungire se face un nou sketch în care se modelează capota , se face un nou plan paralel
Fig.3 .1.1 2 Conturul aripii față

Lucian LAZĂR Proiectare de Detaliu
38
cu cel vertical și se trasează o linie curbă de la partea de jos a caroseriei pâ nă unde o să fie
parbrizul(Fig.3 .1.2 1) .
Apoi generăm o suprafață cu ajutorul comenzii Loft (Fig.3 .1.2 2).
Cu ajutorul comenzii surface -trim avem posibilitatea de a decupa în suprafețele generate , astfel
decupăm grila radiatorului (Fig.3 .1.2 3). Se face o inie curbă după modelul dorit pentru a face
decuparea iar decuparea se face din față în spate și decupează ce este in fața acestei curbe crea te. Fig.3 .1.2 2 Modelare capotă
Fig.4.1.2 1 Sketch modelare capotă

Lucian LAZĂR Proiectare de Detaliu
39
Pentru a oferi o aerodinamică suplimentară, se folosește comanda Loft pentru a genera o
suprafață care nu mai este la nivelul sup rafeței la care se află capota (Fig. 3.1.2 4 ). Se folosește profilul
decupat anterio r și o nouă linie curbă după care se generează suprafața.

Se procedează la fel și pentru decuparea grilelor inferioare din bara față (Fig. 3 .1.2 5). Grila
trebuie să aibă un aspect frumos, pentru a oferi o agresivitate autovehiculului.

Fig.3 .1.2 3 Decupaj grilă centrală
Fig.3 .1.2 4 Prelungire capotă

Lucian LAZĂR Proiectare de Detaliu
40
3.1.3. Modelare pavilion
Pentru modelarea pavilionului, este nevoie de a se face un sketc h cu linii curbe după conturul
pavilionului până î n partea din spate (Fig. 3.1.3 1 ), urmând să se genereze o suprafață cu ajutorul
comenzii Loft, se selectează liniile după care se dorește suprafața.

Pentru a putea diferenț ia pavilionul de parbriz avem nevoie s ă facem conturul parbrizului,
acesta se face cu ajutorul unor linii curbe, split line. Se face un decupaj în spate unde se află motorul,
cu ajutorul unui sketch în forma dorită ș i eliminarea surplusului de material din acesta cu ajutorul
comenzii surface -trim (Fig.3.1.3 2).
Fig.3 .1.2 5 Decupaj grile
Fig.3.1.3 1 Modelare pavilion

Lucian LAZĂR Proiectare de Detaliu
41

Fig.3.1.3 2 Decupaj partea inferioară
3.1.4. Modelare Portieră
Pentru modelarea portierei stânga s -a folosit secțiunea 3DSketch cu ajutorul că ruia s -a
construit un contur după aripa față , iar cu ajutorul co menzii Extrude boss putem să generam o
suprafață după sketchul efectuat anterior, cât dorim (Fig.3.1.4 1 ).

Deoarece portiera are un alt design este necesar să folosim comanda surface -trim pentru a
da o forma portierei prin eliminare de materi al din aceasta, în prelungirea acesteia pentru o
aerodinamică mai buna (Fig. 3.1.4 2 ), se practică o extensie a portierei după o anumită curbă, pentru
ca aerul să poată curge fluent.
Fig.3.1.4 1 Modelare portieră

Lucian LAZĂR Proiectare de Detaliu
42

3.1.5. Modelare aripă spate
Pentru aripa din spate se procedează la fel ca și pentru cea din față, se folose sc doua sketch –
uri 3D după dimensiunile schiței de bază și se foloseș te coman da Loft pentru a genera suprafaț a
(Fig.3 .1.5 1).

Fig.3.1.5 1 Modelare aripă spate
Se folosește un sketch 3D în lungimea pavilionului pentru a putea modela partea din spate a
aripii, se face o tăiere în suprafața făcută cu ajutorul comenzii surface -trim (Fig.3.1.5 2) pentru a putea
face o evazare.
Fig.3.1.4 2 Extensie portieră

Lucian LAZĂR Proiectare de Detaliu
43
Pentru o aerodinamică mai bună , este necesar să se elimine o parte din material și să se
genereze o evazare pentru aripa spate( Fig.3 .1.5 3 ). Deoarece este surplu s de material, acesta se elimină
cu comanda Surface -trim să fie î n alinia ment cu portiera ( Fig.3 .1.5 3 ).
3.1.6. Modelare praguri
În continuare trebuie să generăm o suprafață pentru a mod ela pragurile ș i prelungirile de la
aripi, pentru acestea avem nevoie să facem un sketch, suficient de mare încât să acopere și porțiunea
de lângă por tieră, iar apoi să elimină m surplusu l de material cu surface -trim să fie în aliniament cu
portiera ș i prelungirile de la aripi(Fig.3 .1.6 1 ).

3.1.7. Modelarea zonei din spate
Pentru a mode la partea din spate unde se află ș i motorul, este necesar a face un nou plan,
paralel cu planul orizontal la înălțimea dată de schița de bază ș i apoi se face un sketch cu dim ensiunile
Fig.3 .1.5 2 Decupaj aripă spate
Fig.3 .1.5 3 Evazare aripă spate
Fig.3 .1.5 3 Modelare prag

Lucian LAZĂR Proiectare de Detaliu
44
decupate din pavilion , urmată de o generare de suprafață cu ajutorul comenzii boundary car e umple
cu mater ial zona formată din profilele din sketch(Fig. 3.1.7 1 ).
Pentru a modela luneta din spate, este nevoie de un nou sketch cu dimensiunile din schița
de bază și generarea suprafeț ei cu comanda Loft ( Fig.3 .1.7.1 ).
Pentru a modela zona de admisie aer spre motor și pentru aerisirea acestuia este necesar să
facem 2 plane si un sketch în zona din spate urmată de o generare de profil cu comanda swept care
generează o suprafață de a lungul unui profil ( Fig. 3.1.7.2 ).

3.1.8. Modelare bară spate
Pentru bara din spate se folo sește un sketch după mărimea bare i spate , se face o prelungire a
aripii spate, urmată de comanda boundary care umple golul dintre profilele create î n sketch(Fig. 3.1.8
1). Fig. 3.1.7.1 Modelare luneta si partea din spate care acoperă motorul
Fig. 3.1.7.1 Modelare zonă aspirație și aerisire
Fig.3.1.8 1 Modelare bară spate

Lucian LAZĂR Proiectare de Detaliu
45
Pentr u a umple zona dintre caroserie și portieră este necesar să facem compunere de linii
curbe pentru a putea î nchide acel prof il, iar pentru a genera suprafața este suficient să folosim comanda
Loft( Fig.3.1.8 2 ).
Deoarece aceste suprafețe generate nu sunt unite între ele, este necesar să folosim comanda
Knit Surface cu ajutorul căreia suprafețele se pot combina între ele, ele nu trebuie să fie în același
plan pentru a se putea combina , se selectează ce suprafețe se dorește să se combine iar acestea
formează un contur, se folosește de mai multe ori această comandă pentru a putea face un volum
închis.

Pentru partea din spate este necesar să decupăm bara spate pentru a avea loc canalizația de
evacuare, pentru aceasta folosim un sketch cu split line(Fig. 3.1.8 3 ), urmat de Delete Face cu ajutorul
căruia putem elimina o parte din material selectând profilul făcut din sketch, urmând a face un sketch
înclinat pentru galeria de evacuare(Fig. 3.1.8 3 ).Urmând apoi a colora stopurile si pavili onul(Fig. 3.1.8
3).

Fig.3.1.8 2 Umplere suprafață liberă
Fig.3.1.8 3 Contur stopuri, modelare bară, contur galerie evacuare

Lucian LAZĂR Proiectare de Detaliu
46
Pentru a avea un spațiu închis, este nevoie să se facă sub autovehicul, partea inferioară a
acestuia, se face un profil de -a lungul caroseriei și în jurul locului unde o să fie roțile și se generează
o suprafață cu ajutorul comenzii sur face extrude(Fig. 3.1.8 4 ).
Urmează să se elimine surplusul de material cu comanda surface trim iar la final se
refolosește comanda knit surface pentru a combina aceste suprafețe să se formeze un volum închis în
interior(Fig. 3.1.8 4 ).

3.1.9. Modelare grile
În partea di n față la grilă se face o extrudare pentru a putea con strui grila, cu ajutoru l comenzii
Surface Extrude avâ nd posibilita tea de a extruda locul unde o să fie grila( Fig. 3 .1.9 1 ).
La fel se procedează și cu grila frontală , pentru a decora acest element, se fo loseș te
Appearances p entru a selecta o culoare dorită .

Urmează să se coloreze grilele, capota și aripa, acest lucru este posibil prin selectarea
suprafețelor care doresc să fie colorat e și se apasă appearances (Fig.3 .1.9.2) . Se alege din librăria
programului ce culoare se dorește. Asemănător se colorează și farurile și restul componentelor.
Fig.3.1.8 4 Modelare volum închis, podea autovehicul
Fig. 3 .1.9 1 Modelare grilă

Lucian LAZĂR Proiectare de Detaliu
47
Urmează să dă m forma farului prin a face un sketch care se extrudează (Fig.3 .1.9 3).

Fig.3 .1.9 3 Modelare far
Se face un sketch cu 3 cercuri în interiorul, pentru a prinde formă farul , acesta urmează să fie
colorat se colorează și restu l elementelor care au nevoie de o culoare exact cum s -a efectuat această
operațiune anterior (Fig. 3.1.9 4 ).
Fig.3 .1.9.2 Colorare suprafețe

Lucian LAZĂR Proiectare de Detaliu
48
Fig.3 .1.9 4 Finisare far
Ultima etapă fiind aceea de a face mirror, cu ajutorul că reia se face ogl indirea părț ii
modelate(Fig. 3.1.9 5 ) este mult mai rapid pentru a face o jumătate iar apoi să se folosească comanda
mirror, doar în cazul în care suprafețele sunt identice .

Fig.3 .1.9 5 Oglindire model

Lucian LAZĂR Proiectare de Detaliu
49
3.2. Proiectarea Roții
3.2.1. Modelare jantă
Se începe cu butucul roț ii, se fa ce un sketch iar apoi se foloseș te comanda extrude
boss(Fig.3.2.1 1 ), urmând să se facă profilul spiței de la jantă urmată de o nouă extrudare ( Fig.3.2.1
1), iar pentru a prinde formă janta , se face un no u sketch cu forma jant ei, urmată de comanda Revolve
cu ajutorul căreia î n jurul unei axe, se face o rotaț ie de 360 umplută cu material după profilul făcut î n
sketch( Fig.3.2.1 1 ).
3.2.2. Modelare spițe jantă
Pentru a face 6 spițe, nu este nevoie să le facem pe fiecare î n parte deoarece se poate folosi
comanda circular pattern cu ajutorul căreia î n jurul unei axe, creaz ă câte elemente dorim( Fig.4.2.2 1 ).
Pentru a a vea un aspect frumos, se foloseș te comanda Filet, pentru a rotunji suprafeț ele
dorite( Fig.3.2.2 1 ).
Fig.3.2.1 1 Modelare butuc janta și profilul jantei
Fig.3.2.2 1 Modelare spițe jantă, multiplicare

Lucian LAZĂR Proiectare de Detaliu
50
3.2.3. Modelare orificii fixare
Avem nevoie să facem locul de prinde re a jantei, pentru aceasta o să facem un nou plan, iar
pentru a putea face gă urile de prindere a prezonului folosim com anda Hole Winzard cu ajutorul că reia
putem selecta din libră ria softului ce alezaje dorim. Iar pentru a putea face 6 iară și folosim comanda
circular pattern cu car e avem posibilitatea de a face î n jurul unei axe c âte elemente dorim( Fig.3.2.3
1).

Se utilizează î n continuare comanda filet pentru a rotunji suprafețele exterioare iar î n mijloc
se face ornamental o cupolă , iar în partea inferioară a jantei se face ventilul prin care o să se umfle
anvelopa ( Fig.3.2.3 2 ).
Fig.3.2.3 1 Alezaje prindere jantă
Fig.3.2.3 2 Modelare ventil

Lucian LAZĂR Proiectare de Detaliu
51
3.2.4. Modelare anvelopă
Pentru construc ția anvelopei, este necesar să se facă un sketch cu un profil ca și al anvelopei,
urmată de comanda revolve cu ajutorul căreia se generează material de a lungul profilului î n jurul
unei axe ( Fig.3.2.4 1 ).

Pentru a avea un aspect anvelopa și pentru a avea performanțe , este necesar să profilăm
această anvelopa, utilizând comanda Sweeps cu ajutorul căreia se generează de a lungul unui profil
un alt profil selectat ( Fig.3.2.4 2 ).
Fig.3.2.4 1 Construcție anvelopă
Fig.3.2.4 2 Profilare anvelopă

Lucian LAZĂR Proiectare de De taliu
52
Pentru a multiplica aceste canale, de data aceasta folos im Liniar Patern, cu ajutorul căreia se
multiplică aceste canale liniar, selectă m elem entul care trebuie multiplicat și sensul în care se doreș te
multiplicarea( Fig.3.2.4 3 ) Pentru ca aceste canale să fie aranjate folosim comanda Filet pentru a rotunji
colțurile exterioare .
3.2.5. Ansamblu jantă -anvelopă
Rezultatul final după proiectarea jantei și a cauciucului (Fig. 3.2.5 1).

Fig.3.2.4 3 Multiplicare caneluri
Fig.3.2.5 1 Ansamblu jantă -anvelopă

Lucian LAZĂR Proiectare de Detaliu
53
3.3. Proiectare eleron spate
Pentru eleronul din se folosește o filă nouă, ca si part, se începe prin a face un sketch pe
planul lateral cu for ma dorită al eleronului ( Fig. 3 .3 1).

Fig.3 .3 1 Sketch eleron
Urmează partea de a extruda material, cu ajutorul comenzii extrude boss, cu ajutorul căreia
se adaugă material după forma creată anterior la o lungime do rită, nu neapărat finală( Fig. 3 .3 2).

Fig.3 .3 2 Adăugare material eleron
Pentru ca eleronul să aibă o formă aerodinamică și să arate bine, este necesar sa efectuăm un
nou sketch pe planul orizontal cu schița dorită. Urmată de o secțiune cu ajutorul comenzii cut –
extrude cu care programul face o secțiune prin materialul creat anterior cu forma schiței actuale
(Fig.3 .3 3).

Lucian LAZĂR Proiectare de Detaliu
54
Pentru colțuri se folosește coma nda filet, aceasta rotunjind colțurile, se face pe fiecare muchie
sau colț în parte. Pentru piciorul eleronului se folosește un plan nou pentru a face un cerc care v -a da
grosimea piciorului și două linii de ghidaj, după care se ghidează piciorul. Urmând să se folosească
comanda Sweep, cu care selectând cercul și liniile, cercul urmează traiectoria liniei si formează
material de -a lungul liniei (Fig. 3 .3 4).

Se colorează în culorile dorite și se salvează, pentru a putea să îl punem pe autovehicul, este
nevoie să intrăm în ansamblu și să dăm inserare componente.
Apoi se selectează ce elemente se doresc să fie inserate și mai apoi este ne voie să le aranjăm
la locul lor, această operație ne ajută pentru a putea îmbina într -un ansamblu mai multe părți
compon ente(Fig.3 .3 5).
Fig.3 .3 3 Modelare eleron
Fig.3 .3 4 Picior eleron

Lucian LAZĂR Proiectare de Detaliu
55

3.4. Proiectare oglinzi
Pentru proiectarea oglinzilor, este necesar să se efectueze un sketch cu piciorul oglinzii
format dintr -un cerc și un oval, urmat de comanda Loft pentru a umple cu material spațiul dintre
aceste două profile. Pentru corpul oglinzii se folosește un nou sketch cu modelul dorit și se fa ce o
generare de suprafață (Fig.3 .4 1 ). Se folosește comanda mirror pentru a face o oglindă și în partea
cealal tă, la o distanță egala cu lățimea dintre uși.

Se colorează în culorile dorite și se salvează, pentru a putea să îl punem pe autovehicul, este
nevoie să intrăm în ansamblu și să dăm inserare componente. (Fig.3 .4 2).
Fig.3 .3 5 Inserare elemente în ansamblu
Fig.3 .4 1 Modelare oglindă

Lucian LAZĂR Proiectare de Detaliu
56
Apoi se selectează ce elemente se doresc să fie inserate și mai apoi este nevoie să le aranjăm
la locul lor .
3.5. Concluzii
Cunoștințele acumulate pentru proiectarea asistată de calculator au fost aplicate în acest
capitol, s -a realizat un autovehicul cu ajutorul unui soft de modelare.
S-au aprofundat cunoștințele în proiectarea asistată de calculator.

Fig.3.4 2 Inserare oglinzi în ansamblu

Lucian LAZĂR Implementa rea și analiza Flow Simulation a
eleronului
57
Capitolul 4. Implement area și analiza Flow Simulation a
eleronului
Pentru ca autovehiculul să aibă o aerodinamică mai bună, este necesar să aibă un eleron,
acesta este folositor la viteze mari deoarece forța aerului apasă pe acesta iar autovehiculul o să aibă o
aderență mai bu nă deoarece autovehiculul este presat pe calea de rulare.
Am implementat două eleroane, în continuare o să vedem care din acestea este mai indicat
pentru a fii folosit, sunt asemănătoare dar au aerodinamică diferită. Testul constă în testarea curgerii
aerului l a viteze de 100 km/h și vizualizarea punctelor în care este presiunea mare.
4.1. Concept eleron 1
Eleronul numărul 1 s-a conceput ca și în subcapitolul 4.3 doar că s -a adăugat o extensie finală,
este ilustrat în figura 4 .1 1.

Fig. 4 .1 1 Eleronul numărul 1
Pentru a face testul primul test , este necesar să intrăm în program la secțiunea „Flow
Simulation” urmând mai apoi să folosim instrumentul ”Wizard” selectând unitățile de măsură în care
dorim să fie rezolvat e, selectăm tipul testului ”Extern sau Intern” apoi selectăm domeniul în care se
face testarea, în cazul nostru aer, pentru a își prelua date din baza de date iar apoi selectăm viteza după
axa frontală a eleronului 100 km/h în cazul nostru . Urmează testar ea efectivă .

Lucian LAZĂR Implementarea și analiza Flow Simulation a
eleronului
58
4.1.1. Testare eleron numărul 1
Primul test este curgerea aerului la viteza de 100 km/h , utilizând Flow S imulation (Fig.4 .1.1
1).
Din această figură putem observa că apare o sc ădere foarte mare a vi tezei î n zona inferioară
a eleronului și în partea superioară, aerul capătă traiectorie care nu este foarte bună, acest model v -a
duce la o încetinire a autovehiculului la viteze mari, în continuare la acest concept trebuie să vedem
zonele de presiune, pe ntru aceasta facem un test cu presiunea care se e xercită asupra eleronului
(Fig.4 .1.1 2).

Din această figură putem observa că in zona frontală apare o presiune de 0.101 N/mm2, acest
eleron opune o rezistență destul de mare. Fig. 4 .1.1 1 Test aerodinamicitate la 100 km/h
Fig. 4 .1.1 2 Influența presiunii asupra eleronului

Lucian LAZĂR Implementarea și analiza Flow Simulation a
eleronului
59
Este necesar să optimizăm acest eleron pentru a opune mai puțină rezistență, pentru a avea o
aerodinamică mai bună.
4.2. Concept eleron 2
Eleronul numărul 2 a fost optimizat și urmează să fie supus la aceleași teste, pentru a vedea
dacă este mai bun ca si primul (Fig. 4 .2 1).

Fig. 4 .2 1 Eleronul numărul 2
4.2.1. Testare eleron eleron numărul 2
Pentru acest eleron s -au efectuat aceleași teste, prima dată s -a studiat curgerea aerului la
viteza de 100 km/h (Fig.4 .2.1 1).
Se poate observa la acest concept că s -au eliminat unele din probleme, aerul curge mai bine
și nu mai apasă așa tare ca si la primul concept, acest eleron este mai optimizat, aerul nu mai este
proiectat în sus și în jos, este lăsat să curgă, urmează să ved em și cum influențează presiunea.
Fig. 4 .2.1 1 Test aerodinamicitate la 100 km/h

Lucian LAZĂR Implementarea și analiza Flow Simulation a
eleronului
60
Pentru acest test se procedează la fel cum s -a procedat la situația precede ntă. Rezultatul este
în figura 4.2.1 2 .
Și pentru acest concept apare o presiune mai mare în partea frontală dar acest concept este
mult mai bine optimizat decât primul, urmează pe acest concept să efectuăm mai multe teste, pentru
a vedea influența materialului din care este făcut asupra unei simulări statice, termală și o simulare a
frecvenței.
4.3. Concluzii
Din cele expuse anterior, s -a studiat aerodinamica celor două eleroane concepute precum și
influența presiunii exercitate de către aer pentru a se vedea care este mai aerodinamic, s -a constatat că
eleronul numărul 2 corespunde cerințelor și are o influență asupra aerodinamicității mai bună, opune
o rezistență mai mică asupra aerului.
Eleronul numărul 2 merge mai departe pentru următoarele teste.

Fig. 4 .2.1 2 Influența presiunii asupra eleronului

Lucian LAZĂR Testare și Validare
61
Capitolul 5. Testare și Validare
Pentru acest lucru este necesar să folosim un soft specializat, este un subdomeniu din aplicația
Solidworks, este vorba despre ”Simulation” în care se p ot efectua diverse teste (Fig. 5 1).
Pentru eleronul optimizat o să efectuam un test static pentru dif erite materiale, pentru a vedea
ce influență are materialul din care este construit. Acest test ne arată informații despre modul în care
influențează presiunea asupra eleronului și deformațiile acestuia la diferite valori ale vitezei cu care
rulează aerul.
Se pot simula și alte teste precum, analiza termică sau analiza de frecvență, putem analiza și
un caz în care eleronul este lovit de către un obiect de la o anumită înălțime dar pe noi ne interesează
în primul rând simularea statică.
5.1. Condiții im puse și restricții
Pentru a putea efectua aceste teste, este necesar să se cunoască anumite cerințe impuse și
restricții.
Este necesar să se fixeze geometric în zona de prindere a acestuia pe autovehicul (Fig.5 .1 1).
Acest lucru este necesar deoarece pentru a efectua acest test, programul trebuie să cunoască anumite
aspecte privind geometria și încastrările acestuia.

Fig. 5 . 1 Soluții pentru simulare

Lucian LAZĂR Testare și Validare
62
Urmează mai apoi să încărcăm eleronul cu sarcini, pentru ca simularea să se efectueze corect.
Se pune forța gravitațională și urmează să aplicăm presiune care se exercită asupra eleronului în timpul
rulării acestuia (se negl ijează dinamica acestuia) (Fig.5 .1 2).
Presiunea este egală cu Forță/Suprafață ( F/A ), deoarece este vorba despre un gaz, trebuie să
se țină seama și de densitatea acestuia și de viteză, de aici rezultă că este nevoie de presiunea dinamică
care rezultă din ecuația lui Bernoulli 𝑃𝑑=ρ˖v2
2 .
Unde : ρ – densitatea aerului la 20℃ este 1,204 kg/m3
v – Viteza aerului în m/s
De aici rezultă că la viteza de 200 km/h 𝑃𝑑=1.204 ˖ 55.552
2 = 1857,653 N/m2 .

Fig. 5 .1 1 Fixare zonei de prindere
Fig. 5 .1 2 Sarcinile la care este supus

Lucian LAZĂR Testare și Validare
63
5.2. Rularea analizei si interpretarea rezultatelor
5.2.1. Analiza fibrei de carbon
Primul material folosit este din fibră de carbon Hexcel AS4C (3000 Filaments) care are
următoarele caracteristici:
 Modulul elastic : 242000 N/mm2
 Coeficientul lui Poisson: 0,3
 Densitatea : 1780 kg/m3
 Limita de curgere: 267 N/mm2
În urma testului efectuat a rezultat figura 5 .2.1 1.
Din aceasta figură putem observa că forța exercitată de presiunea aerului și forța de gravitație
nu aduce tensiuni mari asupra eleronului, principalele locuri unde tensiunea este mai mare, dar în
limita admisă este în zona picioarelor de sprijin, acolo su nt tensiunile cele mai mari. Pentru a putea
vedea influența acestor tensiuni se urmărește și cât de mult se deformează (Fig 5.3 .1 2).
Se poate observa că nu sunt deformații mari, apar în zona din spate.
Fig.5 .2.1 1 Repartizarea tensiunilor

Lucian LAZĂR Testare și Validare
64
Acest lucru ne indică faptul că acest material este bun pentru acest eleron dar se pot încerca și
alte materiale mai ieftine, pentru a avea o sustenabilitate bună. Având în vedere că acest au tovehicul
este omologat cu viteza maximă de 420 km/h, efectuăm un test și cu presiunea aerului la această viteză
este de 8193.88 N/m2 (Fig.5 .2.1 3).
Se poate observa că apar deformații dar nu foarte mari, deci, trebuie să încercăm și alt material
pentru a vedea care este mai sustenabil, deoarece acest material îndeplinește cerințele dar nu este
sustenabil.
5.2.2. Analiza fibrei de sticlă
Folosim un material compozit, fibra de sticlă care este o sticlă sub forma de fibre care se
realizează prin topire, în amestec c u alte substanțe plastice măresc elasticitatea, rezistența. Folosim
fibră de sticlă S, acel S se referă la Strength ( rezistență ) este utilizată când rezistența este importantă .
Fibra de sticla S are următoarele caracteristici :
 Modulul elastic : 89000 N/mm2
Fig.5.2.1 2 Deformațiile cauzate de tensiuni
Fig.5 .2.1 3 Deformații la viteză maximă

Lucian LAZĂR Testare și Validare
65
 Coeficientul lui Poisson: 0,21
 Densitatea : 2480 kg/m3
 Conductibilitate termică : 1,25 W/(m˖K)
Rezu ltatele se pot vedea în figura 5 .2.2 1.
Se poate observa din această imagine că acest material are aproximativ aceleași caracteristici
ca și fibra de carbon, dar din punct de vedere al sustenabilității este mai eficientă fibra de sti clă. În
figura 5 .2.2 2 putem observa deformațiile la acest material.
Deformațiile și la acest material sunt în limitele admise, la viteză maximă sunt deformații puțin
mai mari, pentru a optimiza această soluție o să reducem din grosimea eleronului (20mm) pentru a
avea o mas ă mai redusă și pentru a nu folosi material inutil.
Pentru acest lucru se efectuează un nou test, pentru a vedea noul eleron cum se comportă, testul
se va face utilizând fibră de sticlă deoarece acest material este optim, dacă trece acest test, ac easta es te
varianta validată.
Fig.5 .2.2 1 Distribuția presiunilor fibră de sticlă
Fig.5 .2.2 2 Deformații fibră de sticlă la 200 km/h(stânga) și la viteză maximă(dreapta)

Lucian LAZĂR Testare și Validare
66
Rezultatul testu lui este relatat în figura 5 .2.2 3.
Se poate observa că este o tensiune mai mare asupra acestui model, deoarece aceste este mai
subțire, dar totodată această variantă este optimă, deoarece se încadrează in limitele admise și se
folosește doar cât material este nevoie.
5.3. Concluzii
După efectuar ea acestor teste, s -a constatat că nu există diferențe prea mari de deformații
între cele două materiale dar opinia mea este că trebuie să se folosească fibră de sticlă deoarece p utem
observa faptul că fibra de sticlă are o densitate mai mare decât fibra d e carbon , iar modulu l de
elasticitate este mai mic iar pentru ce avem noi nevoie este mult mai bine deoarece dacă se folosește
fibră de carbon, aceasta aduce costuri in plus inutile.
Din punct de vedere al sustenabilității cred că fibra de sticlă este mai rentabilă, urmează sa
facem un test de sustenabilitate pentru a vedea ce efect are asupra mediului și aspra materiei prime.

Fig.5 .2.2 3 Tensiuni eleron optimizat

Lucian LAZĂR Analiza sustenabilității unor elemente de
caroserie
67
Capitolul 6. Analiza sustenabilității unor elemente de
caroserie
Sustenabilitatea este calitatea unei activități de a se desfășura fără a epuiza resursele și fără a
distruge mediul, deci testul de sustenabilitate este foarte important, deoarece cu ajutorul acestui test
putem observa ce procent din subansamblele autovehiculului se pot recicla, cât se ard, cât de mult
poluează procedeul, cost urile pentru toate acestea.
6.1. Sustenabilitate eleron
Pentru a putea calcula sustenabilitatea, este nevoie să intrăm în programul
”Solidworks” iar in meniul ”Tools” se intră în ”Sustainability” cu ajutorul căruia o să putem face
aceste calcule.
Pentru începu t se selectează materialul din care este
conceput, în cazul nostru este vorba despre fibra de sticla S,
urmează sa selectăm regiunea unde se fabrică acest element, în
cazul nostru Europa, se specifică durata pentru care se dorește,
modul de fabricație, în cazul nostru turnare prin injecție iar
programul din baza de date generează date privind consumul
de energie, consum de gaze și resturi nefolosite, urmează să
specificăm cum este vopsit, regiunea unde este folosit, numărul
de kilometrii pentru transport ia r la sfârșitul vieții produsului
cât la sută se reciclează, cât la sută se arde ș i cât la sută sunt
deșeuri(Fig.6 .1 1).
Urmează să se genereze primele rezultate, care o să fie
de referință, urmează să schimbăm materialul să vedem ce
influență are.

Fig.6 .1 1 Date sustenabilitate

Lucian LAZĂR Analiza sustenabilității unor elemente de
caroserie
68
În figura 6 .1 2 sunt rezultatele pentru amprenta de carbon, consumul de energie, acidificarea
aerului și poluarea apei.
Din a ceste rezultate putem să observam nivelul de poluare dacă dorim să confecționăm
eleronul din fibră de sticlă la fel și energia consumată pentru aceasta.
Pentru a putea vedea dife rența între acest material și un alt material, este necesar să
configurăm din nou alt material și să le comparăm, pentru început schimbăm doar materialul, restul
de setări rămân la fel , rezu ltatele sunt afișate în figura 6 .1 3.
Fig.6 .1 2 Rezultate fibră de sticlă S
Fig.6 .1 3 Rezultate fibră de carbon

Lucian LAZĂR Analiza sustenabilității unor elemente de
caroserie
69
În urma analizelor se poate vedea foarte clar că pentru fibra de carbon se utilizează mult mai
multă energie pentru producerea acesteia și se poluează mai mult, în comparație cu fibra de sticlă.
Se folosește cu 232% mai multă energie (Fig.6 .1 4a) dacă se optează pentru fibra de carbon,
se consumă mai puțină energie pentru fabricare și după sfârșitul vieții produsului doar că nu
compensează suficient cât să acopere en ergia utilizată pentru material, amprenta de carbon este cu
117% mai mare decât în cazul fibrei de sticlă(Fig.6 .1 4b) poluarea apei este mult mai mare față de
fibra de sticlă (Fig.6 .1 4c).
Din cele expuse putem să ne dăm seama că este mai economic să se folosească fibră de sticlă
în loc de fibră de carbon, pentru a optimiza și mai bine consturile și poluarea se pot face modificări la
procesul de fabricație, la modul de tran sport, la locul unde se fabrică.
6.2. Sustena bilitate jante
Pentru jante se va alege ca și prim material aliaj de aluminiu A356 avantajul pentru acest tip
de material este că are densitate mică și sunt rezistente și la coroziune având si greutate mică , se
respectă aceeași pași ca și la celălalt test .
Pentru această simulare din nou se face referire la nivelul de poluare cu anumite substanțe și
la energia consumată pentru a fabrica aceste jante din aluminiu.
Rezultatele si mulării sunt afișate în figura 6 .2 1. Fig.6 .1 4 Comparație poluare și consum energie pentru fibră carbon și fibră sticlă

Lucian LAZĂR Analiza sustenabilității unor elemente de
caroserie
70

Din aceste rezultate putem să vedem ce nivel de energie se consumă pentru fabricare,
transport și material.
Pentru a putea să facem o comparație trebuie să vedem și la un alt material aceste date, pentru
a vedea care din ele este mai sustenabil, materialul testat o să fie aliaj de oțel, acesta are densitatea
mai mare, dar are și greutatea mai mare, este mai rezistent ca și aliajul de aluminiu.(Fig.6 .2 2).

Se poate observa că la aliajul de oțel este nevoie de mai multă energie pentru a se confecționa
janta din oțel.
Fig.6 .2 1 Consum energie și poluare aliaj aluminiu A356
Fig.6.2 2 Consum energie și poluare aliaj oțel

Lucian LAZĂR Analiza sustenabilității unor elemente de
caroserie
71
În figura 6 .2 3 avem comparația între cele doua materiale.

Fig.6 .2 3 Comparație consum energie și poluare mediu aluminiu -oțel
Putem observa faptul că pentru a confecționa janta din aliaj de oțel poluarea apei este cu 107%
mai mare decât dacă se confecționează din aliaj de aluminiu, precum și pata de Carbon este mai mare
cu 3% în acest caz. Energia consumată este mai mică cu 1% dar nu se rentează deoarece poluarea este
prea mare.
6.3. Concluzii
Din punct de vedere al sustenabilității s -a dovedit că este mai sustenabil să se efectueze
eleronul din fibră de sticlă iar janta din aliaj de aluminiu, deoarece aceste materiale consumă mai
puțină energie și cel mai important aspect , asupra poluării mediului au o influență mai mică.

Lucian LAZĂR Analiza costurilor
72
Capitolul 7. Analiza costurilor
În acest capitol cu ajutorul softului specializat putem simula care este costul estimativ pentru
producerea anumitor subansambluri.
Această simulare ne ajută să reducem costurile pe cât posibil, precum și să evităm începerea
producției fără a știi un preț estimativ pentru acest proces.
Cu ajutorul acestei simulări putem s ă revizualizăm rapid prețul estimat pentru un anumit
material, precum și prețul estimat pentru manoperă, sunt mai mulți factori care influențează acest lucru
dar pentru a putea vedea un preț estimativ este nevoie să facem o simulare.
7.1. Analiza costurilor pen tru producerea eleronului
Pentru început se pornește aplicația Solidworks iar în meniul ”Tools” avem
secțiunea ”Solidworks applications” unde o să selectăm ”Costing” pentru a începe procesul de
simulare a costurilor.
Prima dată se alege metoda de prelucrare a materialului,
frazare, turnare, printare. Apoi urmează să se selecteze unitățile de
măsură în care o să fie exprimate acestea, urmează selectarea
materialului din care este produs elementul, este generat automat
un preț pe kilogram dar dacă se cunosc anumite prețuri se poate
modifica, trebuie să selectăm modelajul să știm cât material se
consuma, la noi se poate observa că este vorba despre un volum
de14800 cm3 (Fig.7 .1 1).
După ce s -au selectat parametrii principa li se trece la
calculul estimativ în care ne este reprezentat cât la sută din cost este
pentru materia primă și cât la s ută este pentru manoperă. (Fig.7 .1
2).

Fig. 7 .1 1 Date intrare calculare cost

Lucian LAZĂR Analiza costurilor
73

Fig. 7 .1 2 Estimare cost
Se poate observa că avem un cost de 786,91 $ pe element fabricat, din această sumă, 31% este
pentru materia primă utilizată iar restul de 69% este pentru costurile fabricației, materialul din care
este confecționat este fibră de sticlă.
Se pot face optimizări asupra acestor prețuri, în cazul în care considerăm că este un preț prea
mare.
7.2. Analiza costurilor pentru producerea jantelor
Pentru analiza costurilor de fabricație a jantelor se procedează asemănător cu analiza
producerii eleronului, din nou selectăm modul de producere, prin turnare, selectăm materialul din care
se produce janta și se observă că avem un volum de 3030 cm3. (Fig.7 .2 1).
După această analiză s -au constat at următoarele rezultate (Fig. 7 .2 2).
Fig. 7 .2 1 Volum jantă

Lucian LAZĂR Analiza costurilor
74

Fig.7 .2 2 Estimare preț jantă
Din această figură putem observa că prețul pe unitate este de 1042,40 $, iar din această sumă
69% reprezintă costul materiei prime 720,75$ iar restul de 31% reprezintă costurile de fabricație a
acesteia 321,65$.
7.3. Concl uzii
După această analiză putem să ne dăm seama dacă este rentabil să punem în fabricație
produsul. Ne permite să facem diferite simulări pentru diferite materiale pentru a vedea dacă este mai
convenabil din alt material.
Această analiză te poate ajuta să vezi ce costuri ai înainte de a începe să produci și îți poate
oferi o informație asupra prețului de vânzare, pentru a nu ieși în pierdere.

Lucian LAZĂR Concluzii
75
Capitolul 8. Concluzii
 Acest proiect de diplomă are ca și scop proiectarea și optimizarea subansamblelor unei
caroserii la Bugatti Veyron, în urma lucrării s -a făcut proiectarea, optimizarea eleronului din
punct de vedere geometric, s -a făcut optimizare eleronului și jantelor di n punct de vedere al
materialului, al sustenabilității și a costurilor de fabricație.
 Cu ajutorul cunoștințelor dobândite de -a lungul facultății în lucrare am realizat proiectarea
asistată de calculator a caroseriei și a unor elemente componente a autovehi culului.
 Am realizat 2 variante de eleroane, pentru a vedea care din cele două este mai fiabil.
 Am adus îmbunătățiri asupra eleronului din punct de vedere geometric pentru a putea aduce
performanțe ridicate autovehiculului.
 S-au făc ut simulări asupra eleronului , pentru a vedea din ce material este recomandat pentru
fabricare, opinia mea este că eleronul trebuie să fie realizat din fibră de sticlă tip S care are
avantajul că este ușor, rezistă la temperaturi mari, are rezistență la t racțiune și nu arde la un
preț mai scăzut decât fibra de carbon și oferă aproape aceleași performanțe .
 S-au făcut simulări și asupra jantelor iar opinia mea este că trebuie făcute din aliaj de aluminiu
A356 deoarece din testele de sustenabilitate s -a cons tatat că necesită un consum de energie
mai scăzut față de jantele din oțel iar ca și proprietăți , sunt ușoare și rezistente la coroziune ,
putând avea diferite forme .
 În urma simulărilor asupra eleronului, am constatat că nu există o diferență foarte mare între
eleron din fibră de sticlă și eleron din fibră de carbon, diferența fiind la sustenabilitate, eleronul
din fibră de sticlă fiind cu mult mai sustenabil decât cel din fibră de carbon.
 Am făcut o analiză de costuri care te ajută pentru a vedea prețul estimativ la care trebuie să te
aștepți înainte de producție.
 În urma finalizării acestei lucrări de diplomă, am aprofundat unele cunoștințe și am dobândit
noi abilități.

76
Bibliografi e

77