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说明书1份，共40页，约19000字左右

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开题报告一份

 

 

CAD版本本图纸，共7张

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方程式赛车整体车架设计

摘 要

FSAE赛车是一项以大学生为对象的赛事，旨在为汽车工业培养更多的优秀人才，参赛的赛车全都由各高校研究设计。由于是为比赛而设计的赛车车架，因此设计时必须要考虑赛事技术规范。我的毕业设计就是为FSAE赛车设计车架。赛车的车架设计必须要考虑赛车发动机、驾驶员的布置以及赛车各个总成的布置。又由于赛车车架是赛车的主要受力结构，赛车上的几乎所有的结构以及部件都是有车架直接或者间接支撑，所以车架的结构一定要合理，同时强度刚度必须达到一定的要求。

在车架设计之初，要将大赛的有关规定和评分标准完全掌握，对各部件该怎么布置，布置在什么方位有一个清晰的规划。同时为了使以后的车架结构设计更为合理，我参考了天津大学、湖南大学以及部分国外的车架。进入设计阶段后，在对比了车架的结构形式后，选择了桁架式的车架。根据强度要求，选择车架的材料。在确定了悬架的安装位置后，依据技术规范、赛车的整体布置、发动机以及人体模型确定车架大致的整体尺寸，然后建立几套车架的雏形；再优化车架结构使整体各个系统能合理的布置在车架上，直至使车架结构满足各个方面的要求。在几套车架结构基本定型以后，开始对车架进行结构受力分析、优化以及对比，选择结构合理质量最轻的车架。

关键词：FSAE，车架，技术规范，发动机，驾驶员

 

 

目 录

第一章 赛车概述 1

§1.1 国外Formula SAE简介 1

§1.2 中国大学生方程式汽车简介 2

第二章 车架结构特点综述 3

§2.1 车架的功用与要求 3

§2.1.1 车架的功用 3

§2.1.2 对赛车车架的要求 3

§2.2 车架的计算 4

§2.3 车架综合实验要求 4

§2.3.1 车架的应力测定 5

§2.3.2 车架的刚度测定 5

§2.3.3 可靠性与耐久性台架试验 5

§2.3.4 随整车进行的可靠性道路试验或试车场试验以及使用试验 5

第三章 车架类型方案的对比与分析 6

§3.1 一体式金属车架 6

§3.2 单体式车架 7

§3.3 桁架式车架 7

第四章 车架的材料以及结构 8

§4.1 车架材料的材料力学分析 8

§4.2 方程式赛车车架材料的技术规范要求 8

§4.3 车架材料的选择 9

§4.4 赛车车架的结构 10

§4.5 车架应力的消除 10

第五章 大学生方程式赛车车架设计 11

§5.1 赛车整体结构的设计 11

§5.2 赛车驾驶舱的设计 14

§5.3 赛车各个系统及零部件在车架上的安装位置的设计 15

§5.3.1 悬架系统的安装位置的设计 15

§5.3.2 转向系统安装位置的设计 17

§5.3.3 传动系统的要求 18

§5.4 安全系统的要求 18

第六章 赛车车架的结构分析和优化 21

§6.1 车架在实际环境下的受力 21

§6.2 车架的结构分析方法 21

§6.3 有限元分析方法的基本原理 22

§6.4 有限单元法的分析步骤 23

§6.5 基于有限元分析方法的车架的分析 24

§6.6 基于有限元分析方法的碰撞块分析 24

第七章 座椅设计 26

§7.1 人性化座椅设计 26

§7.1.1 系统中人和机的职能分工 27

§7.1.2 体坐姿体压分布 28

§7.1.3 座垫上的体压分布 28

§7.2 汽车座椅舒适性设计 30

§7.2.1 座椅强度的设计 30

§7.2.2 座椅结构型式的设计 30

§7.3 座椅蒙皮、椅垫阻燃设 31

第八章 结 论 32

参考文献 33

致 谢 34