Vývoj monokoku pro závodní vůz

Abstract

The topic of this masters thesis takes part in the design and development of a race car. In the context of a change of regulation for the 2025 season, the strategy of the company was to redesign a complete LMP3 car. The design of the car starts with the design of the chassis, beginning with the monocoque. This component is the centrepiece of the car, on which most components are mounted, and through which all the loads are transmitted. First, the monocoque, its bulkheads and the rollover structures are designed on the CAD software CATIA. As it is mostly the case in motorsport where most structural and cosmetic parts are made of composite materials due to their high strength to weight ratio, composite materials are used for our components. The materials used, their mechanical properties and the layup sequences are defined and explained in this report. Then, Finite Element Analysis are performed using the software Hypermesh, to verify the stiffness of the monocoque and to ensure that the structure can handle the loads transmitted during the homologation tests. Once this is verified, the manufacturing process is explained. The result of this study shows that the monocoque should not suffer any major failure during the homologation tests.Le travail de ce mémoire sinscrit dans la conception d'une voiture de course. Dans le cadre d'un changement de réglementation pour la saison 2025, la stratégie de l'entreprise a été de concevoir un nouveau prototype de course respectant la réglementation LMP3. La conception de la voiture commence par la conception du châssis, en particulier par la monocoque. Celle-ci est la pièce maîtresse de la voiture, sur laquelle la plupart des composants sont montés et par laquelle toutes les charges vont transiter. La monocoque, ses renforts et l'arceau de sécurité sont d'abord conçus à l'aide du logiciel de CAO CATIA. Comme c'est souvent le cas dans le sport automobile où la plupart des pièces structurelles et cosmétiques sont fabriquées en matériaux composites en raison de leur rapport rigidité-poids très élevée, nous utilisons des matériaux composites pour nos composants. Les matériaux utilisés, leurs propriétés mécaniques ainsi que les stratifications sont définies et expliquées dans ce rapport. Ensuite, des analyses par éléments finis sont réalisées à l'aide du logiciel Hypermesh, afin de vérifier la rigidité de la monocoque et de s'assurer que la structure peut supporter les charges transmises lors des tests d'homologation. Une fois cette vérification effectuée, le processus de fabrication est expliqué. Le résultat de l'étude montre que la monocoque ne devrait subir aucune défaillance majeure lors des tests d'homologation.