Μελέτη και ανάλυση τροχού αυτοκινήτου : - Περάκης, Αντώνιος (2016)
Μελέτη και ανάλυση τροχού αυτοκινήτου ώστε να παρουσιαστούν προτάσεις και τρόποι βελτιστοποίησης της αντοχής και της κόπωσης. Οι ζάντες αλουμινίου είναι τροχοί που είναι κατασκευασμένοι από ένα κράμα αλουμινίου ή μαγνησίου. Τα κράματα είναι μίγματα ενός μετάλλου και άλλα στοιχεία. Μπορούν γενικά να παρέχουν μεγαλύτερη αντοχή σε σύγκριση με καθαρά μέταλλα, τα οποία είναι συνήθως πολύ πιο όλκιμα. Τα κράματα αλουμινίου ή μαγνησίου τυπικά είναι ελαφρύτερα για την ίδια αντοχή, παρέχουν καλύτερη θερμική αγωγιμότητα, και συχνά παράγουν βελτιωμένη αισθητική εμφάνιση σε σύγκριση με τις ζάντες από χάλυβα. Αν και από χάλυβα, το πιο κοινό υλικό που χρησιμοποιείται στην παραγωγή των τροχών, είναι ένα κράμα σιδήρου και άνθρακα, ο όρος "ζάντες αλουμινίου" συνήθως κατοχυρώνεται για τροχούς κατασκευασμένους από μη σιδηρούχα κράματα. Πραγματοποιείται η στατική μελέτη ενός τυπικού τροχού με σκοπό την εύρεση των βέλτιστης γεωμετρίας και βέλτιστων διαστάσεων (παχών). Αρχικά γίνονται παραμετρικές αναλύσεις για να βρεθεί η επίδραση των κύριων διαστάσεων στη μηχανική συμπεριφορά του τροχού. Στη συνέχεια χρησιμοποιείται ένας αλγόριθμος βελτιστοποίησης και υπολογίζονται οι βέλτιστες παράμετροι με στόχο την ελαχιστοποίηση του συνολικού βάρους και με περιορισμό την αντοχή του τροχού σε κόπωση. Το γενικό συμπέρασμα της μελέτης βελτιστοποίησης είναι ότι, για τις προσεκτικά επιλεγμένες τιμές των παραμέτρων, οι σημαντικότερες παράμετροι είναι τα πάχη των ελασμάτων. Αυτά καθορίζουν τόσο την αντοχή του τροχού όσο και το συνολικό βάρος του και άρα και το κόστος του. Θα πρέπει να τονιστεί ότι παρόμοια αποτελέσματα αναμένονται και αν έχουμε άλλο υλικό για τον τροχό (π.χ. χάλυβα) με τιμές των επιτρεπόμενων τάσεων στα ίδια εύρη.