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（定稿）HQF600型FASE一级方程式赛车车架优化设计（全套下载）

车加的侧面防撞杆通过跟斜拉杆分别与前环主环焊接而成。方案三如图.图.车架方案三图特点车架长宽高车架发动机舱与座位底舱平行，前环与座位底舱成定角度，是人的重心和发动机重心降低。车架发动机也是通过根纵梁连接，去掉发动机舱跟横向拉杆，是发动机舱空间更大。该车架同时也省略了前环与侧防撞杆的连接，使其结构强度降低但降低了车架的质量。材料的选择比赛中所使用的整体式车身基本采用碳纤维制造在几何设计的同时，需要选择合适的车架材料。目前多采用低碳钢及合金钢，铝合金和复合材料也有车队采用。大赛规则对材料的限制，例如铝合金的壁厚须在以上等规定，是选择材料首先要考虑的问题。对材料不仅仅要考虑它的强度和密度，同样重要的是材料的稳定性加工焊接工艺要求能否获得价格等因素。不同部位可以选择不同的材料和管型，以在受力能保证的前提下降低成本。但是整个车架材料和管径不宜过多，这会导致采购的困难，反而增加了成本。如果选用低碳钢就得根据中国大赛要求选用钢管如表.表.车架钢管直径部件或用途外径与壁厚主环和前环或侧防撞结构前隔板防滚架支撑或或前隔板支撑或最后我选择的材料为的钢材，其杨氏模量为.，泊松比.，屈服极限。为了使车架加工方便和降低成本，在符合要求的前提下我全部选用直径为的钢管。.整车质心的确定与受力分析求出整车的质心位置.是第个总成的质量是第个总成的质心至前轴中心的水平距离第个总成的质心至地面的高度整车质心之前轴中的心的水平距离整车质心至后轴中心的水平距离整车质心质地面的高度轴距车架坐标人的坐标发动机坐标所以整车质心为座位用型螺栓连接，并且型螺栓与车架进行焊接。货汽车的梯形车架图.具有脊梁式车架的汽车底盘图.综合式车架赛车车架的介绍赛车般分为两类单体式车架是由复合材料体成形的壳体，质轻而坚硬，尺寸也非常精确，采用的就是这种结构。虽然性能优异但是造价高昂，在国内也非常难找到能制造高温真空碳纤件的工厂，故暂时未被国内车队采用。空间衍架结构种十分传统也是在业余比赛中最为常见的车架。它十分受欢迎的原因是设计制造都很简单便宜。制造它所需要的工具仅仅是锯子量具和焊枪。相对于单体式车身它的另个优势在于发生碰撞后可以很容易的检修。优点高强度，轻量化，易于车身造型，安装步到位，精度容易保证缺点制造加工困难，造价高昂，结构强度难控制，基本没有容错性。限制条件经费有限，加工厂家少，最终效果难以保证空间车架的车架大都采用衍架结构，也有车队采用混合结构，即坐舱部分为单体式，而前后悬和发动机舱用管件搭成。在目前赛车中使用的是由金属管件构成的空间刚架结构，用以承受全车载荷，并且是所有部件的安装基础。属于最基本的车架类型。因为广泛使用的有管件结构车架单体壳车身两种，综合考虑制造造价和性能因素后选用此种车架结构形式。使用的空间管件结构车架基本使用钢管或铝合金管经焊接铆接或高强度粘接加工而成。优点加工制造方便，造价低廉，具有较好的容错性，强度较高。缺点不利于空间布置和车身造型，需要覆盖车身，因而不利于轻量化限制条件结构设计，加工工艺水平.车架的设计通过各种对国内为车架的借鉴对车架进行设计，通过车架的设计来完成本次设计的初步内容。车架的设计参考首先是对国内外车架的的借鉴。如图.图.图.参考车架图.参考车架同时根据人机工程学，选用百分位身高的人做参考对车架进行设计，他对车架的前舱尺寸有着非常重要的意义。发动机的外观尺寸参考在侧视图上，与其他型式的轿车车架类似，在前方车轮处纵梁向上弯曲以让出前后独立悬架或非断开式后桥的运动空间。采用这种车架时车身地板上的传动轴通道所形成的鼓包不大，但门槛较宽，见图.。形车架如图.所示，这种车架为些轿车所采用。车架的中部为位于汽车纵向对称平面上的根矩形断面的空心脊梁，其前后端焊以叉形梁，形成俯视图上的形状。周边式车架形车架梯形车架图.轿车车架前端的叉形梁用于支承动力传动总成，而后端则用于安装后桥。传动轴经中部管梁通向后方。中部管梁的扭转刚度大。前后叉形边梁由些横梁相连，后者还用于加强前后悬架的支承。管梁部分位于后座乘客的脚下位置且在车宽的中间，因此不妨碍在其两侧的车身地板的降低，但地板中间会有较大的纵向鼓包。门槛的宽度不大，见图.，虽然从被动安全性考虑，要求门槛有足够的强度和刚度。梯形车架梯形车架又称边梁式车架，是由两根相互平行的纵梁和若干根横梁组成。其弯曲刚度较大，而当承受扭矩时，各部分同时产生弯曲和扭转。其优点是便于安装车身车厢和布置其他总成，易于汽车的改装和变型，因此被广泛的采用在载货汽车越野汽车特种车辆和用货车底盘改装的大客车上。在中轻型客车上也有所采用，轿车则较少采用。用于轿车的梯形车架，见图.，为了降低地板高度，可局部减小纵梁及横梁的断面高度并相应地加大其宽度，但这使纵梁的制造工艺复杂化且其车身地板仍比采用其他车架时为高，当然地板上的传动轴通道鼓包也就不大了，见图.。如果也包括固定车身的支架，则上述三种轿车车架的自身质量差别不大。无论哪种轿车车架，在前后桥处均要求有较大的扭转刚度，为此，相关的纵横梁可采用封闭式断面，这种封闭式断面可由相配的对且以垂向面为开口的冲压成型的槽型梁相互插入并用电弧焊焊接而成。相比有着许多进步和发展，引擎的限制也已经大大放宽，允许参赛车队使用以下的发动机，这极大地提升了赛车的性能表现。在发达国家，很多高校已经从事超过年时间，拥有大量资金和试验基础的情况下，他们的作品已经基本达到了专业水平，最高时速可达到甚至超过，到加速时间般都在.以内。从原先在比赛中的发动机到现今中已经超过的大功率发动机，在多方面都取得了惊人的成绩，并且该项比赛直保持了发展的态势。国内上海交通大学机械与动力工程学院于年率先开始致力于方程式赛车的开发研制。上海交通大学车队在年研制出的样车是中国大陆第辆赛车，之后又在年完成了第二辆参赛赛车的设计和制造，并于同年月参加了位于美国加州举行的竞赛，最终获最佳新秀车队奖。湖南大学汽车学院也在国外获得过定的成绩。这也是到目前位置中国高校在该项赛事中获得的最好成绩。年中国也举办了第届赛车比赛，各个高校虽然在国内都取得定的成绩，但是赛车的性能相对国外的比较还差得很远。赛车车架的设计又是赛车非常重要的设计，车架对赛车来说固定各个零部件的同时还得在发生危险的时候保护车手的安全，这些国内还有很多的距离要去追赶。.主要设计内容及技术路线主要设计内容研究应用有限元静态分析以及所有软件基础。车架设计方法以及设计步骤的研究。以收集的资料车架为参考设计出三种不同结构的车架。研究建模软件，将自己设计出来的三种不同结构的车架运用软件进行建模然后倒入分析软件。运用软件对三种不同结构的车架进行结构静力分析，通过分析结果得到优化车架。优化设计后进行模态分析与车架级方程式,赛车,车架,优化,设计,毕业设计,全套,图纸目录摘要ⅠⅡ第章绪论.研究的目的和意义.研究的背景.赛车车架国内外的研究现状.主要设计内容及技术路线第章赛车车架的设计.车架的概述车架的结构形式赛车车架的介绍.车架的设计车架设计参考赛车总体布置车架的结构设计材料的选择.整车质心的确定与受力分析.本章小结第章车架三维模型的建立.软件的介绍.三维模型的建立车架方案的模型建立车架方案二的模型建立车架方案三的模型建立.本章小结第章车架有限元分析.软件概述与.的接口建立.车架结构静力分析参数定义网格的划分与施加载荷约束车架结构静力分析.对车架进行优化设计.对优化后的车架进行侧翻安全分析.对优化后的车架进行碰撞模拟分析.对优化后的车架进行模态分析.本章小结结论参考文献致谢摘要赛事年在美国举办第次比赛，现在已经是为汽车工程学会的学生成员举办的项国际赛事，其目的是设计制造辆小型的高性能方程式赛车，并使用这辆自行设计和制造的赛车参加比赛。出于此项比赛的宗旨是让学生针对业余高速穿障的车手开发制造个原型车，该原行车应该具备有可小批量生产的能力，并且原型车的造价要低于,美元。这项竞赛包含有个最主要的基本元素，分别是工程设计成本控制以及静态评估,单独的动态性能测试,高性能的耐久性测试赛事的主要参与者通常都是来自高校的学生组成的车队。现在在美国欧洲和澳大利亚每年都会举办比赛。向年轻的工程师们提供了个参与有意义的综合项目的机会。为了促进民族汽车工业的发展，中国于年开始举办此赛事。本次设计正因此而展开，本次设计主要是从车架的结构入手，为了让车架达到比赛所用赛车的刚度和强度进行设计和分析，本设计对整车做了总体布置，确定重心的位置。然后将自己设计出的三个不同结构的车架运用进行建模，然后将三个车架导入软件进行静力结构分析与车架侧翻时候的静力分析，通过比较得到优化结果，将优化的车架进行模与有意义的综合项目的机会。由参与的学生负责管理整个项目，包括时间节点的安排，做预算以及成本控制设计采购设备材料部件以及制造和测试。