20.500.12556/DKUM-92730 Materialni model kompozitne strukture in optimizacija topologije kompozitnega monokoka magistrsko delo Material model of composite structure and topology optimisation of composite monocoque Magistrska naloga se osredotoča na razvoj materialnega modela kompozitne strukture in optimizacijo topologije karbonskega monokoka za dirkalnik ekipe Formula Student, UNI Maribor Grand Prix Engineering. Cilj naloge je pridobiti natančne podatke o mehanskih lastnostih kompozitne strukture, ki bodo uporabljeni v numeričnih simulacijah z metodo končnih elementov v programu Ansys. Na podlagi teh podatkov bo izvedena osnovna topološka optimizacija monokoka, pri čemer bo glavni poudarek na zmanjšanju mase ob ohranjanju strukturne trdnosti. V okviru raziskave bo izvedena analiza obstoječih materialnih modelov, optimizacija geometrije in strukture monokoka ter validacija rezultatov s pomočjo eksperimentalnih podatkov. Glavne predpostavke vključujejo obravnavo karbonskih vlaken kot linearno elastičnega materiala v določenem območju obremenitev ter homogeno obravnavo monokoka, čeprav je sestavljen iz več slojev. Omejitve raziskave zajemajo osredotočenost na statične in dinamične obremenitve brez upoštevanja toplotnih vplivov ter prilagajanje optimizacije v skladu s tekmovalnimi predpisi. Rezultati naloge bodo prispevali k izboljšanju procesov načrtovanja kompozitnih struktur ter omogočili nadaljnji razvoj lahkih in zmogljivih monokokov v okviru ekipe Formula Student. This master's thesis focuses on the development of a material model for a composite structure and the topology optimization of a carbon monocoque for the Formula Student team, UNI Maribor Grand Prix Engineering. The objective is to obtain precise data on the mechanical properties of the composite structure, which will be used in finite element method (FEM) simulations within the Ansys software. Based on this data, an initial topology optimization of the monocoque will be conducted, with the primary goal of reducing weight while maintaining structural integrity. The research includes an analysis of existing material models, optimization of the monocoque's geometry and structure, and validation of results using experimental data. The key assumptions consider carbon fibers as a linear elastic material within a specific load range and treat the monocoque as a homogeneous structure, despite being composed of multiple layers. Research limitations include a focus on static and dynamic loads without considering thermal effects, as well as adaptation of the optimization process in compliance with competition regulations. The findings of this thesis will contribute to improving the design processes of composite structures and enable the further development of lightweight and high-performance monocoques within the Formula Student team. kompozitna struktura karbonska vlakna monokok Formula Student materialni model optimizacija topologije metoda končnih elementov numerične simulacije zmanjšanje mase vzvojna togost eksperimentalna validacija. composite structure carbon fiber monocoque Formula Student material model topology optimization finite element method numerical simulations weight reduction torsional stiffness experimental validation. true true false [P. Gnus] Slovenski jezik Angleški jezik Magistrsko delo/naloga 2025-05-08 20:57:57 2025-05-28 11:27:26 2025-06-19 03:08:29 0000-00-00 00:00:00 2025 0 Maribor 0 Maribor 1 spletni vir (1 datoteka PDF (XV, 67 f.)) 0000-00-00 NiDoloceno NiDoloceno NiDoloceno 0000-00-00 0000-00-00 0000-00-00 620.168(043.2) 239741187 MAG_Gnus_Patrik_2025.pdf MAG_Gnus_Patrik_2025.pdf 1 C606D04FE859DA616DEB02FCB5C287B8 ff21ad0520198354964d6db62107085f000baf94c72fa05c44d772404cbfa9cd fe86110d-2f23-11f0-925b-00155d000105 https://dk.um.si/Dokument.php?lang=slv&id=190898 Fakulteta za strojništvo 0 0 0