节油竞技车H3总布置设计-开题报告

纸， 明书全套毕业设计均有 毕业设计（论文） 开题报告 学生姓名 系部 汽车工程学院 专业、班级 指导教师姓名 职称 副教授 从事 专业 车辆工程 是否外聘 是 否 题目名称 节油竞技车 布置设计 一、 课题研究 现状 、 选题 目的 和意义 由于世界范围内石油资源的短缺 ,节约使用石油产品 ,已 成 为人们的共识。目前 ,节油技术在汽车设计、制造以及使用方面已得到了广泛的应用 ,并朝着多元化的趋势发展。让人记忆犹新的 1973 年石油危机 ,曾触发石油价格上升 4 倍以上 ,从此汽车业开始了降低燃油消耗量的长期努力。到目前为 止 ,节油技术在汽车设计、制造以及使用方面已得到了广泛的应用 ,并朝着多元化的趋势发展 选题背景 本田节能竞技大赛是将参赛团队设计制作的汽车在规定时间、规定路线下，行驶一定距离，并由此换算出一升油能够行驶的公里数，耗油量少则胜出的一项赛事。其中参加比赛的车辆均搭载由本田技研工业投资有限公司开发的 25 981年在日本创办，至今已有 30年的历史。比赛要求参赛车辆使用统一的动机以外的车架和车身等完全由各车队独自 创作，每支参赛队带来的都是世界上独一无二的赛车。赛车在指定的赛道内跑完赛程，比赛谁消耗的燃油最少。由于有着极高的乐趣性和广泛的参与性， 中国作为继日本泰国之后的第三个举办地，于 2006年在上海举行了试行大赛， 2007年 11月 11日，第 1届 2008年 11月 16日，第 2届 赛车队通过各项独创技术不断挖掘一升汽油的无限潜能，从中体会到节能的重要性。同 时，比赛也为参赛者提供体验亲手制作赛车的乐趣的机会，提高实践能力。 能竞技大赛的宗旨在于“让肩负着人类未来的年轻人通过思考和实践来体会 目的和意义 纸， 明书全套毕业设计均有 20世纪 80年代以来对汽车安全性、行驶平顺性、操纵稳定性、乘坐舒适性的要求越来越高， 然而，汽车本身是一个复杂的多体系统集合，外界载荷的作用更加复杂、多变，人、车、环境三位一体的相互作用，致使汽车动力学模型的建立、分析、求解始终是一个难题 )基于以往的解决方法，需经过多轮样车试制，反复的道路模拟试验和整车性能试验，不仅花费大量的 人力、物力，延长设计周期，而且有些试验因其危险性而难以进行 ) 因此对车辆的动力学性能进行计算机仿真显得十分必要 )。 本设计是以参赛车辆为项目驱动 ， 以节油和完成比赛为目标来进行汽车的总体布置已达到学习和制造验证相结合的效果 。 课题研究 现状 汽车总布置设计是通过对整车设计的总体规划来确立车身、底盘、动力总成等系统之间的配置关系、重量、法规和整车的性能指标。 总布置设计首先是确定设计硬点（ 设计硬点是将底盘、车身以及其它零部件之间的协调关系，通过基本的线、面和基准点，以及控制结构和参数来表达。在 主要设计硬点确立以后，造型、车身、底盘等设计就有了共同参照的依据和遵循的规范，各个子项目分头展开。还需要兼顾到运动机构和非运动部件的关系有机的协调 ，避免零部件之间的运动学干涉、人机工程学和舒适性设计等等。 总体设计包含多个学科需要在各种条件要求下做出平衡和取舍，这就产生了很多总体设计的方法。 经验设计是以已有产品的经验数据为依据，运用一些带有经验常数或安全系数的 经验公式 进行设计计算的一种传统的设计方法。这种设计由于缺乏精确的设计数据和科学的计算方法，使所设计的产品不是过于笨重就是可靠性差。一种新车型的开发，往 往要经过设计 试制 试验 改进设计 试制 试验等二次或多次循环。反复修改图纸，完善设计后才能定型，设计周期长，质量差，消耗大。随着测试技术的发展与完善，在汽车设计过程中引进新的测试技术，和各种专用的试验设备，进行科学实验，从各方面对产品的结构、性能和零部件的强度、寿命进行测试。同时广泛采用近代数学物理分析方法，对产品及其总成、零部件进行全面的技术分析、研究，这样就使汽车设计发展到以科学实验和技术分析为基础的阶段。 电子计算机 的出现和在工程设计中的推广应用，使汽车设计技术飞跃发展，设计过程完全改观。汽车结构参数 及性能参数等的优化选择与匹配，零部件的强度核算与 寿命预测 ，产品有关方面的模拟计算或仿真分析，都在计算机上进行。这种利用计算机及其外部设备进行 产品设计的方法，统称为计算机辅助设计 (随着计算机在汽车设计中的推广应用，一些近代的数学物理方法 和基础理论方面的新成就，在汽车设计中也日益得到广泛应用。现代汽车设计，纸， 明书全套毕业设计均有 除传统的方法和计算机辅助设计方法外，还引进了最优化设计、 可靠性设计 、 有限元分析 、计算机模拟计算或仿真分析、 模态分析 等现代设计方法与分析手段，甚至还引进了雷达防撞、卫星导航 、智能化电子仪表及显示系统等 商新技术。 数字化产品开发可使企业各部门同时在同一个产品模型上工作、因而可以减少大量不必要的等待时间。减少或避免与传统产品开发 过程业务（例如反复制作模型，并对原型进行手工实验分析）上所投入的时间和费用。同时还能在设计过程中及早地发现和解决问题。例如美国克莱斯勒汽车公司采用“克莱斯勒数据可视化”软件在新产品 98 型汽车上发现 1500 多处零件干涉，并在制作的第一个实物模型之前进行了修改和调整，结果避免了大量时间浪费和失误。 在人机工程中 其中如 制作了基于汽车的 人机工程学 模块 ， 西化大学的吴超硕士曾经提出 通过 主图板上的 H 点位置进行验算确定后，由于二维人体模型不能满足“人车环境”中三维位置验证的需要，而三维人体模型在驾驶员座椅位置布置时的作用是无 可替代的。 5 的人体模型是基于最佳人体模型系统建立起来的，具有直观、数字化和交互式的特点，能够被用于非常精确地人体仿真、虚拟人体与工作环境之间的关系的验证 。 上海大众的王海波吴凤艳李炭认为想要设计好一款车的总布置人机工程尤为重要，而要想做好人机工程需从两个方面加以注意 a掌握人体尺寸的测量数据，其 中不但包括静态尺寸，还需包括动态尺寸；不但要划分年龄及高矮，还需区分人体特征，如胖瘦、腿长短等；以此为基础，进行统计分析，建立标准的中国人体模型数据库。对中国人的活动能力大小进行研究，其中最关键的是手操纵力、脚操纵力等。 在确定汽车轴距轮距的过程中应该着力解决转弯内偏角、侧倾、侧翻、轮胎侧滑、操纵平稳性等行驶安全参数之间的平衡。其中在国家质检总局的关于汽车侧翻的报告上 提出如下结论 (1)通过建模仿真的分析方法，可以有效辅助汽车缺陷等引起的风险的评估研究。 (2)通过仿真试验对风险模式分析可知，只要不驶离道路，正 常情况下单向急转不易引起侧翻。 (3)一旦车辆转向侧滑撞上路肩或驶入路外高附着系数区域，绊倒侧翻容易发生。 长安大学的赵岩认为节能车 在转向盘保持一固定转角正。 缓慢加速或以不同车速等速行驶时，随着车速的增加，不足转向汽车的转向半径 性转向汽车的转向半径 过多转向汽车的转向半径 纵稳定性良好的汽车应具有适度的不足转向特性。一般汽车不应具有不足转向特性，也不应具有中性转向特性，因为中性转向特性汽车在使用条件变动时，有可能转变为过多转向特性 。武汉 理工大学的杨灿还从 )汽车在不同的路纸， 明书全套毕业设计均有 面以不同的车速行驶，其行驶平顺性各不相同，汽车的行驶车速及路谱对汽车行驶平顺性有重大影响； 2)调整节能车悬架结构参数，能够明显改善节能车在特定赛道和已规定车速行驶的平顺性： 3)改变整车的固有频率可以减小路面不平所激起的车身振动或使车身振动的峰值频率偏离原对应的某阶模态频率，以改善汽车的行驶平顺 性。 目前，国内的整车总布置设计，与底盘及动力系统的状况相似，设计和匹配试验的能力和发达的国家比较， 虽然进行了部分的数字化开发技术但还存在 一定的差距。 本文尝试以前沿的研发技术为参考大量运用目前已经成熟的电脑 建模技术 ，虚拟样机技术对所设计的方案进行装配 、 制造 、 模拟以求最大限度的节省设计制造工程中的时间。 二、 设计（论文） 的基本内容 、 拟解决的主要问题 1 2论文的主要研究内容 1确定所研发节能竞技车的总体设计方案。 2. 学习三维建模软件 3节能竞技车转向机构 、制动机构、车轮定位、车架、驱动机构的匹配，各机构设计硬点的确定 。 4对节能竞技车的行驶模式 以及 驾驶模式进行研究与实车实验，确定较为合理 的轮距、轴距参数确定合理的转弯半径。 确定制造方案。 5对节能竞技车进行实车滑行实验，得到实车滚动阻力系数和空气阻力系数，为节能竞技车的建模仿真提供依据。 6对节能竞技车进行整车实体建模，并基于此模型对加速 滑行驾驶模式进行仿真分析。 纸， 明书全套毕业设计均有 三 技术路线 （研究方法） 贮备相关知识 设计方案的提出 部分结构 方案的设计 四、 进度安排 1、 调研、资料收集，调研与分析、完成开题报告 第 1、 2 周 记录部分技术收集，对 ug/习 2、方案设计与分析 方案分析论证研讨会各个方案的试提出 3 周 3、总体参数的选定 第 4 周 4、整车各总成的布置 第 5、 6 周 5、运动校核 第 7 周 6、期中检查 设计修正（一） 第 8 周 7、完成设计图纸 第 9、 10 周 8、整车性能计算分析；整车设计修正（二）；第 11 周 9、完成毕业设计说明书 第 12 周 10、提交指导教师审核、设计修正（三） 第 13、 14 周、 11、设计评阅、设计修正（四） 第 15 周、第 16 周 12、毕业设计答辩 第 17 周 方案的建模和部分构件的装配 方案的验证（通过虚拟软件）收集必要的参数 方案的讨论实验和验证 选出最优方案 确定各个设计硬点 ，总布置草图的绘制并将其 3d 化 工程图的绘制 纸， 明书全套毕业设计均有 五、 参考文献 吴光强 ， 张曙 .汽车数字化开发技术 M械工业出版社， 2009. 郎代兵 ， 刘晓泉 .汽车自动化设计 M 华大学出版社， 2006. 李增刚 . 门详解与实例 M防工业出版社 ， 2006. 冉振亚，庞 迪，赵树恩，韩兆运 . e、 件在汽车操纵稳定性中的应用 J. 重庆大学学报 ： 2005. 吴海波 ， 王凤艳 ， 李炭 .轿车总布置过程中人机工程的初步探讨 J. 上海大众有限公司 ：2004， 06,05. 李广宇，王收军，苏越 .基于 台下汽车焊装夹具干涉的分析与解决 J. 机床与液压 ： 2008， 12 田凤霞，司景萍，万方军，陈有余 .基于 联合仿真研究 J2010， 11. 张建辉 . 基于 汽车操纵稳定性研究 D . 长安大学： 2008. 蒋国平 ， 王国林 ， 周孔亢 .独立悬架转向梯形断开点位置的优化设计 J. 农业机械学报： 2007,2. 张健 ， 雷雨成 .虚拟现实技术在汽车总体设计中的应用 J2001， 4. 赵岩 .节能竞技车的研发与技术研究 D2008. 邱志良 ， 刘蕴博 .汽车设计参数与使用参数对其转向制动稳定性影响的仿真研究 J春汽车研究所 ， 2003. 杨灿 ， 王桂娇 .基于 能车的模态分析 J. 天津汽车： 2008,12. 沈明 ， 王赘松 ， 李志刚 ， 张金换 ， 王琰 ， 孙宁 ， 邹猛 .基于仿真分析的汽车侧翻风险研究 J 2009,1