563 大学生方程式赛车设计(整体车架设计、标准安全系统及座椅附件设计)(全套CAD图+说明书+翻译)
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大学生
方程式赛车
设计
整体
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车架
标准
全系统
座椅
附件
cad
三维
- 资源描述:
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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
- 内容简介:
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保护系统,未来可重复使用的运载火箭 摘要 : 验性再入实验模型在发展正在欧洲发展 ,目的在于增加技术快速反应水平( 技术适用于未来可重复使用的运载器。这其中有 序,目前由法国国家空间研究中心,法国航天局发起,即将进入开发 B 阶段,包括 来的发射准备程序由欧空局负责的。这类车辆所需的主要技术之一 特别是陶瓷基复合材料( 基础的迎风 了达到这一目标,在法国空间研究中心的承包下, 2003 年初, 起活动名为“通用卵石”技术活动,以更完整的进行瓦的通用设计的测试活动,为实验性再入实验模型在欧洲的决定做好准备。这项活动的时间安排包括:设计,制作两种 C/板,有限元 模型的设计计算,测试从面板中萃取的技术样品,面板的机械压力,和附件系统的完整研究。额外的测试正在绝缘密封附件设备的环境下进行,冷加工的代表部分,为了进一步的评估其在相关环境下的表现。 这份论文将介绍这项活动自 2006 年这些模态特性,动态,声学以及热和热机械测试上的预测和预备。 1 面板的作用 在 2001 验的准备过程中,法国斯奈克玛固体火箭推进器,负责 风侧高热再入面积,建议使用供 c/维木瓦的设计。通用瓦的大量使用已经引起了特别的注意。 为降低风险,名为“通用瓦”的准备程序由 立,它根据设计大量瓦元素的设计,制造和测试确定。这些撑血的主要目的是证明这项改进技术对所有c/元素的适用性,以及在适应性再入运载器在迎风侧上使用的远见。为了支持这项证明,进行了以下一些实验项目: ( 1) 瓦和附件的设计 ,( 2) 设计的分析确认 ,( 3) 完整大的瓦的制造 ,( 4) c/板特性的技术实验 ,( 5) c/板的振动和压力测试 ,( 6) 热量测试 ,( 7) 热机械测试 。 图 1 图 2 2 瓦的概念说明 这一概念也被称为 “ 挂牌 ” 分为两个集合的元素 : ( 1) 具有机械功能 (机械外壳、紧固件及支架 ) ( 2) 具有散热功能 (内部绝缘层、密封和绝缘垫圈 )。 如图 1 所示 : 这是机械外壳所需的非常具有机械效率的材料,能够使用在温度非常高的环境下。但它的热导率特性并不是最重要的。这是内部绝缘和密封,不需要高的机械性能,可以由质量小、灵活 ,和高性能绝缘材料组成。附件系统的面板到机身结构必须能够抵抗相对较高的温度 , 使热膨胀的面板 , 和传递出平面机械载荷之间的面板和冷却结构。 3、主瓦的 要求 面板是制造相同的一般要求,相同的 C/料和同一进程的可预见的 x 迎风面瓦同样需要。因此,这种需求是从 统中派生出来,并从这个中总结出来。 ( 1) 尺寸的面板不小于一个为 800 400 平方毫米的等效气动表面 ( 2) 能够有能力证明制造一个最小角为 15 度的非矩形传感模式作为是必要的,在空气动力流之间的线条和边缘的带状瓦。在图 2 中给出了近似几何 ( 3) 区域目标质量为 15方米,面板本身重量应该小于 斤。 ( 4) 当固定在一个代表一个刚性结构,迎风面能够经受最严重的热通量和机械载荷。可参考热通量如图 3 所示 ( 5) 进化的通量在通用的瓦面派生的比例参考通量。这种进化如图 4 所示。在这个通量之下,这种结构应该保持在低于 150 度的环境下。 图 3 图 4 机械加载指定面板 : ( 1) 覆状瓦的元素在返回大气层是的内外压力差为 100 100 ( 2) 面板平面 10 ( 3) 15 0频谱源自阿丽亚娜 5 ( 4) 飞行负载 ,如采用热力负荷和变形的冷结构 4、面板设计 为了达到上述要求和考虑到制造过程,设计平面如图 5和图 6 已经确定的加强筋需要考虑三个简单的机械的公式。然而,本需要建立九个附着点通过采用有限元热机械分析可以获得。此外,已经考虑到两个相邻的面板之间的接口设计。 ( 1) 步骤和间隙的减少,特别是由于相对热机械位移 ( 2) 允许集成从外部访问的能力和拆卸 这导致了一个两瓦的概念设计,可以参考图 7 最后,为了增加尽可能多的制造工艺验证,设计已经取得了进展。这就是为什么制造的面板的皮肤由两个单独的纺织部分缝合在一起。为这个特定的面板的大小,这是没有必要的,但较大的部件是需要这些的,这或许很有趣。此外,两个纺织链接技术被用于组装加强筋皮肤:编织和缝合。 图 5 图 6 图 7 5。附件系统设计 为了将面板附加到车辆结构,一种灵活附件系统已被设计。这系统能够履行下列职能: ( 1) 机械性安装面板到该结构上 ( 2) 使扩张面板之间的差异结构灵活的对接。 ( 3) 通过足够的刚度,防止大的外模线变形。 ( 4) 参与热保护的结构 ( 5) 在不看见的情况系,通过一个小孔安装和拆卸而又不丢失零件。 ( 6) 从面板的结构传递载荷。 为了满足这些需求,用对峙的解决方案提供了两个轴的灵活性特点的问题。然后,这 对峙机械地固定到结构,同时尽量减少传热。这意味着需要热垫圈部件。由于温度。零件扩大不同时,弹性垫圈允许保持正确的拧紧。为了符合与辅助功能的需求,即使没有能见度,所有的垫圈是一个系统,固定到其中一个零(面板或对峙和结构)在装配前已经被设计好。将所得配置显示在图 8. 6。面板组件制造 两个面板在上述设 计的基础上制造。一个被切断,在特定的地方进行测试,验证这些特殊性,和进一步完善设计的瓦。第二个保持完整并是目前用于测试。该制造过程说明如下。 开始生产制造的碳纤维碳前体增强执行。这执行根据上一层的多层机织物。可组装,编织,导致在一个自加筋板。这些面板的成型上的碳纤维 /环氧树脂复合材料模塑的承受至少为所需要的温度进行硬化过程。这允许减少热模具和零件之间的膨胀系数不匹配,可以出现金属模具。这也使增加其低重量的使用的容易性。 然后,由液体的路由将预成型体硬化。讲 一个简单的石墨框架持 有的部分。粉碎后,内缘翻边加工和钻孔的孔,在 果有必要,也可以将添加的氧化保护涂层(图 9) 红外无损检测技术应用于检测任何潜在的缺陷。如图 10所示 除了在局部缺乏的预成型体的密实,没有遇到缺陷。虽然略显不足,整体密度的部分是正确的预期。 图 8 图 9 压实效率的改进模具和较高的整体密度将实施在未来的生产。 采购的附件系统,基于设计这里提出上述。绝缘为市售现成的壳二氧化硅 /氧化铝。该在面板周围的密封件的基础上填充到二氧化硅 /氧化铝 且被专门制造的瓦的几何形状。 最后,采购各种试验所需的金属支撑结构,为了能够正确的与测试设施接口,和其余的代表真正的冷散热片结构的热测试,和一个比较刚性的动态测试。 7。面板的机械试验 在面板与其他组件上,一个机械压力测试已经进行了。此测试的目的是验证下单独面板的行为代表性加载。灵活的附件是不是包括但被认为是一个无限刚性的条件。 为了考虑到测试的具体的有限元预测 已执行的测试和系数为 具有代表性的航班,飞行机械负载。 可以预见校准到 50 试应用 而作出一个初步的沉降。然后,加载要缓慢,增量上升到 130毫巴的压力差在飞行中的 100毫巴代表性。 它会导致的结论是观察到的气流通过的材料孔隙率在校准过程中,在测试过程中可能达到 130毫巴。泄漏的一个重要部分是从局部缺乏压实前讨论。为未来的面板,因此可以减少这种泄漏。然而,正常的材料的总表面也参与泄漏,由于固有的磁导率的材料。此磁导率有助于减少在飞 行中的重入压力差,因此,它的值的测量可以帮助评价与当前的设计方面的设计裕度的增加。 后人为间拧紧系统与内部增量加载应用程序进行到 130毫巴, 100毫巴代表性在飞行中的柔性膜(图 11) 经过测试无故障的面板进行了观察。本地损害被观察到约 90毫巴,这是与前阶段进行的测试一致。然而,分析是保守的,相比试过程中的全局行为。 测得的位移低于预测的和测得的应变也较低,如图 12和 13所示 图 10 图 11 图 12 图 13 例如,预期这将发生在约 35毫巴的局部损伤,观察到在 90毫巴,和损坏,这是预计在大约 107毫巴,并没有出现。 此外,测试结果显示分析高估在皮肤和角度的变形,甚至非线性行为的材料范围。检测后的数据进行分析,预期在飞行中的皮肤的最大挠度是不超过 应于约 2的波度。导致面板皮肤的安全边际大于 架角区域,安全边际是一个保守的做法,将是积极的。只有附件区角的 小框架局部显示了一个非常消极的安
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