大学生方程式赛车车架优化设计.docx

摘要:中国大学生汽车方程式大赛是一项由各个高等院校汽车工程、相关汽车专业的在校学生组队参加的设计汽车与制造比赛[1]。各参赛车队按照大赛组织规则和赛车制造的标准，在一年的时间内设计和制造出在加速、制动、操控性等方面具有优异表现的小型单人赛车，能够成功完成其中全部或部分赛事环节的比赛[2]。本文主要介绍赛车的车架设计与优化。车架的作用是用来支撑赛车所有系统的总成，赛车在高速行驶时将会受到来自路面产生的弯矩、扭矩等各种复杂的载荷，以及路面和电机激励产生的随机振动[3]。车架性能的好与坏将会直接对整车的性能有所影响，因而车架在设计过程中应确保其足够的强度、弯曲和扭转刚度，并且需要考虑到车架的振动特性以避免各个系统之间产生共振[3]。通过catia软件对赛车车车架进行设计、改进，借助ansys workbench有限元分析赛车车架的满载工况、扭转工况、制动工况、直线加速工况、过弯工况检验其刚度、变形以及模态等特性，为结构的改进设计提供理论依据。确保赛车在高速行驶时车架的安全性，对车手的人身安全要有足够的保障。

关键词：车架;Catia;Ansys;设计;安全保护;有限元

目录

摘要

Abstract

1.绪论-1

1.1大学生方程式赛车发展史-1

1.2方程式赛车简介-2

1.3方程式赛车车架的简介以及研究现状-3

2.电动方程式赛车车架的设计-4

2.1 电动方程式赛车车架结构-4

2.2  电动方程式赛车车架设计要求-5

2.2.1三维图设计及焊接加工要求-5

2.2.2 车架原材料及管件要求-5

2.2.3 车手安全与座舱设计-6

2.2.4 车架人机设计-6

2.2.5 桁架式车架的侧边防撞结构设计-7

2.2.6 驾驶舱设计-8

2.3  我们的车架设计-9

3.仿真与优化-11

3.1车架模型处理-11

3.2网格划分-11

3.3分析内容-12

3.3.1 满载工况-12

3.3.2车架扭转工况-13

3.3.3过弯工况-15

3.3.4模态分析-18

3.4分析优化总结-21

4.实践与理论对照-22

结    论-24

参 考 文 献-25

致    谢-26