分別對編織(woven fabric)預浸布(pre-preg),室溫積層(hand lay-up)及單向纖維 (unidirection)預浸布積層板 3 共種碳纖維積層版進行測試。拉伸實驗分為 0 度拉伸
z 特殊疊層碳纖維拉伸實驗
於設計完車體各處碳纖維面板積層角度層數後,雖可以計算方式利用基本單 層材料性質算出疊合後剛性強度,但基於安全性考量仍須對此特定積層板進行拉 伸實驗及孔承載強度測試。
II.
三明治結構因三明治結構之心材即蜂巢之材料性質已由廠商提供,面材碳纖維板亦進行 實驗,只需針對設計完成後特定幾種會使用之三明治板進行實驗確認。進行之實 驗主要為3 點彎曲(three point bending),分為原始蜂巢及經環氧樹脂強化蜂巢。
III.
接合實驗z T-joint test
三代車之中央主要車體單體結構(monocoque)與下車殼接合構成主要結構,故 T 型接頭(圖 34)之剛性強度佔有很重要之地位,甚至關係結構安全,因此需對 此種三明治板接合做仔細之測試。實驗共進行四種可能組合,以研究有無泡棉R 角,高或低溫碳纖成形,及膠料所造成之影響。為此特殊實驗製作專用夾具進行 拉伸實驗(圖35),結果確定為以室溫冷積碳纖搭配泡棉 R 角可得到彈性範圍內 最佳剛性及強度,不使用泡棉雖可提高破壞韌性允許較大變性量,但並不符合我 們高剛性車體之需求。
圖35、試驗夾具、夾持方法
圖34、T 型接頭使用範例、示意
z L-joint test
二代車利用許多L 型三明治板(圖 36)提高剛性,但製造方法是先製造平板 後切割彎折補強(cut & fold method)非常耗時且未經確認品質。此次考慮簡化為一 體成形方式製造,因此對成形方法進行試驗,並且製造專用夾具與二代車L 型板 比較強度。
圖36、L 型接頭示意圖
IV.
成形實驗z 環氧樹脂硬化時間
室溫硬化型環氧樹脂(WH-115 A/B)配合碳纖維布製造冷積碳纖為板或作為 L-joint 補強需掌握其硬化時間,特別是介於液固之間之彈性狀態時間。於此時間 點進行切割可得到整齊邊緣。實驗方法為將一大片浸膠碳纖布每隔一段時間切下 試片進行簡單負重比較。
z 盒狀單體三明治結構成形試驗
利用母模一體成形三明治盒狀結構為全新嘗試,實驗結果將應用於車體主要 結構製造。此實驗主要測試碳纖蜂巢黏合效果,內層碳纖是否可壓密,及r 角大 小是否適合蜂巢彎折出轉角。
b. 設計成果:
I.
重量及重心分配訂定規格後列出所有車上元件,以總重上限(255kg),規劃各元件重量。根據車體外型,概 略決定擺放位置後以重心位於三輪形心調配元件位置。因三代車根據外型最佳化設計,駕 駛位於後方,為了平衡重量,許多較重元件如電池需置於車頭附近,整體擺設與二代車迥 異。(圖37)
FORMOSUN 3
各部重量分配表Weight(kg) Qty. Subtotal(kg) total
driver
80 1 8080
Battery 26.5
Cells 25.5
Box&wires 1
Solar panel 18.5
Cells 14
Adhesive 3
Wires 1.5
Cow l 36.7
Upper 14 1 14
Lower 11.7 1 11.7
UpperBulks&Joints 4 1 4
LowerrBulks&Joints 6 1 6
fasterner 10 0.1 1
Canopy 2.02
Pc 1.3 1 1.3
frame 0.72 1 0.72
Chassis 36
Monocoque&Panels 31 1 31
insert 14 5
Suspension 19.3
front
trailing arm 1.3 1 1.3
wheel 1.5 1 1.5
fairing 1 3 3
steering 1.5 1 1.5
electrics 36.2
mppt 0.8 9 7.2
circuit braker 1
wire 3
motor 20
controller 5
total 255.22
0 5000
1500