大学生方程式赛车设计

大学生方程式赛车设计姓名：班级：指导老师：创建平面绘制草图车架的三维模型车架满载工况弯曲变形 对车架有限元模型进行如下 约束和加载：约束车架前后轴对应 的车架纵杆位置的节点自由度，其中：约束左前 X、Y、Z 方向平移自由度，右前 X、Z 方向平移自由度，约束左后 Y、Z 方向平移自由度，只约束右后 Z 方向平移自由度。在前后轴中间位置两侧纵杆处各施加 Z 轴负向大小 为 1471.5 N 的集中力。车架的Z向最大位移是1.85mm,弯曲刚度为EI=7.96104 Nm2车架满载工况扭转变形 分别约束后轴所对应左右车 架纵杆位置的X、Y、Z轴和X、Z轴方向平移自由度，前轴对应车架中心位置Z轴的平移自由度，在前轴所对应左右车架纵杆位置施加647N分别沿Z轴正负方向的集中力。从上图可以看出车架的Z向最大位移为0.81mm，带入公式得到扭转刚度Kr=2086N.m/(）车架满载工况的应力云图 X 轴正向对应赛车前进方向，水平向左 对应 Y 轴正向，垂直向上 对应 Z轴正向。约束左前悬架与车架连接点处的 X、Z轴方向的平动自由度，右前悬架连接点 X、Y、 Z 轴方向的平动自由度，左、右后 悬架连接点 Z 轴方向平动自由度，释放其余自由度。从上图可知车架整体应力不大，最大应力值为182.4 MPa车架满载工况位移云图 从该云图可以看出，车架的最大位移为0.596mm车架紧急制动工况应力云图 通过制动测试试验，测得制动 初始速度为 80 km/ h，制动过 程地面拖痕长为 31m ，计算得制动减速度a_z=8m/s 。对车架左、右前悬架安装点处节点约束 X，Y，Z 轴三个平动自由度， 约束左、右后悬架安装点处节点的 X，Z 轴平动自由度， 释放 Y轴平动自由度。从 图中可以看出车架受到的最大应力值为 109.5MPa车架紧急制动工况位移云图 由图可见，最大 变形区域依旧是 驾驶舱底部交叉杆处，为 0.384mm车架急转弯工况应力云图 约束右前悬架连接点 3 个方向平移自由度，左前悬架连接点 X、Z 方向平移自由度；约束后悬架连接点 Z 方向平移自由度，释放所有转动自由度。最大应力为130.5Mpa。车架急转弯工况位移云图 此工况车架的最大位移为 0.454mm车架的改进 （1）发动机上部安装杆的改 进 在安装杆的下部加设支撑杆来减小 悬臂的长度 （2）前舱底杆的改 进 将底面横杆间增设杆件 变为三角形结构。 （3）车架管件直径、壁厚的改进 桁架式车架 侧边的防撞 结构必须由车手两侧各至少3根管件组成，最上部的杆件不作为侧边防撞结构，因此将25.41.6mm改为25.41.2mm，将 驾驶舱前部横向底杆壁厚改 为1.2mm，车架最后部的支撑杆厚度减为1.2mm。改进后车架满载工况应力云图 由应力结果可知，改 进后的车 架最大应力为 138.5 MPa ，改进前车架最大应力值182.4 MPa改进后车架满载工况位移云图 车架改进后的最大位移为0.474 mm，与改进前的 0.596 mm相比减小了0.122 mm改进后车架紧急制动工况应力云图 最大应力部位为主环底部左 侧管件焊接处，大小为 111.9MPa ，与改进前车架最大应力 109MPa 相差不大。改进后车架紧急制动工况位移云图 最大位移为 0.40mm，与改 进 前的 0.384mm相比变化不大。改进后车架急转弯工况应力云图 最大应力为126.8 MPa ，改 进 前为130.5Mpa。改进后车架急转弯工况位移云图 最大位移为 0.542mm，和改 进 前相比增加不大结论 在对方程式 赛车各种工况的静力学分析后，其 结 果表明：车架所受的最大应力出现在满载弯曲工况，最大应力值是182.4MPa，最大位移0.596mm， 车架的最小安全系数是2.12，符合要求。因此，车架的强度和刚度满足要求，由于安全系数较大，车架仍然有较大的改进