High Performance AM Connecting Rod Design and Optimization
Abstract
Hensikten med denne masteroppgaven var å optimalisere og designe et AM høyytelsesrådetil Hondas CRF250R motor. Optimaliseringsprosessen ble utført ved bruk av to forskjelligemetoder der en av de inkluderte topologioptimalisering i NX 12.0. Oppgaven serpå hvordan internt hule strukturer i bjelkeseksjonene av råder kan bidra til å forbedreytelsen, gjennom å gi en bedre belastningsfordeling i bjelken, samt å redusere vekten. Deforeslåtte designene ble sammenlignet med og målt opp mot det beste MXRR-rådet påmarkedet i dag ved hjelp av fire Key Performance Indicators (KPI): Masse- og vektfordeling,maksimal strekk og kompresjon, krankhastighet og akselerasjon, og Maksimal VonMises-spenning i dynamiske simuleringer.
Når designene var testet og godkjent av en statisk simulering i NX, ble det utført enstivhetsanalyse, før rådene ble analysert dynamisk i Fedem Virtual Testbech, en virtuellmodell av CRF250R-motoren. Etter at alle simuleringene var fullført, ble resultatene analysertog sammenlignet.
Alle AM-rådene førte til forbedringer i motoren både når det gjaldt maksimal rpm ogi reduksjon av totalvekten til motoren. Ved å bruke riktig AM-metode i produksjon avi rådene, er potensialet til AM-r°adene utvilsomt til stede. The purpose of this Master Thesis was to optimize and design an AM high performanceconrod for the Honda CRF250R motor. The optimization process was done using twoseparate methods, one including topology optimization in NX 12.0. The experimentalresearch study looks at how internally hollow structures in the beam sections of connectingrods could help enhance their performance by giving a better load distribution in thebeam as well as reducing weight. The proposed designs were benchmarked against thebest performing MXRR conrod on the market today using four Key Performance Indicators(KPI’s): Mass and Weight Distribution, Maximum Tension and Compression, CrankSpeed and Acceleration and Maximum Von Mises stresses in Dynamic Simulation.
Once the designs were tested and approved by a static simulation in NX, a stiffnessanalysis was performed before they were analyzed dynamically in the Fedem Virtual Testbech,a virtual model of the CRF250R motor. After all simulations were completed theresults were analyzed and compared.
All of the AM connecting rods showed an overall motor improvement both in maximumrpm output and in reducing the total weight of the motor assembly. With the rightAM method applied in the production of these connecting rods the potential of these AMrods are undoubtedly present.