大学生方程式赛车平衡杆机构的设计
为了保证不同的路面情况 以及载荷 下汽车的 制 动安 全 ， 避 免后 轮抱 死侧 滑 ， 很 多汽 车 上都 安装 了各种 形 式 的压力 调 节 阀来确 保前 后 轮 制动 力 的
分 配 接近 理想 的情 况 － 。本设 计 中 ， 采 用 平衡 杆 的 设 计 来达 到此 要求 。 当汽 车行 驶 过程 中载荷 或者 路 面附 着 系 数 发生 变 化 时 ， 平 衡 杆 主 要 是通 过 改 变 自身 的杠杆 比来 改 变前 后制 动 力 的分 配 比 以确
平衡杆机构作为前后制动力的调节装置。
１ ． １ 平 衡杆 机构 的作 用
要的一部分 ， 方程式汽车大赛组委会制定的制动
系 统 设 计 规 则一 ｕ 如下 ： １ ） 赛 车 必 须 配 备 有 制 动 系 统， 并且 作用 于 所有 四个 车 轮上 ， 而 且 只被一 个 控 制 器 控 制 。２ ） 它 必 须 有两 套 独 立 的 液压 回路 ， 以
７
Ｆ
也能进行调节 ， 使前 、 后车轮能够同时抱死。
图 １ 杠 杆 原 理不 意 图
１ 设计方案的讨论与选择
赛车采用 的制动布置形式是 Ｈ型 （ 一轴 对一
轴） 双 回路 液 压制 动 系统 。调节 管 路压 力 目前使 用 比较普 遍 的是 限 压 阀 ， 但是 ， 限压 阀一 般适 用 于
两 端受 到 的力 Ｆ 。 和 有 以下 关 系 ：
Ｆ ＝ Ｆｌ ＋ Ｆ２ Ｆｌ ×Ｌ１ ＝ Ｆ２×Ｌ２
动系统必须在给定的测试 中 ， 能够抱死所有 四个
轮 。５ ） 线控 制 动是禁 止 的 。６ ） 没有 保 护 的塑料 制 动 线 是禁 止 的 。７ ） 制 动 系统 必 须 装 有碎 片护 罩 ，
以防传动系失效或小碰撞 （ 引起的碎片破坏制动
系统 ） 。
（ １ ）
（ ２ ）
赛车参加赛 道 比赛之前 ， 赛车的制动系统必 须通过动态测试 ， 测试时 ， 赛车将首先在制动检查 官规定的直道上加速 ， 在直道末端 ， 赛车必须制动
至静止， 并要 求 四轮 抱死 且不 跑偏 。 所 以， 必须 设 计一 种 支持 前 、 后 制 动管 路 压力 分 配 的调 节 机 构装 置 ， 当路 面 附着 系 数 发生 改 变 时， 通 过该 调 节 结 构 ， 前、 后 轴 的制 动 力 分 配情 况
压力 。设计的平衡杆机 构与浮钳盘式 制动器 、 Ｈ型双 回路液压制 动系统 、 并联式 主缸配套安装使用 。利用随路 面情 况来
改变杠杆 比的方法 ， 调节前 、 后轴制动管路压力 ， 实现前后车轮能 同时抱死 。
关键词 ： 平衡杆 ； 制动力 ； 制动抱死
中 图分 类 号 ： Ｕ ４ ６ ３ ． ５ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ ２ — ４ ８ ０ １ （ ２ ０ １ ４ ） Ｏ １ — １ ０ ０ — ０ ２
中 国大学 生 方程 式 汽 车大 赛 （ Ｆ ｏ ｒ ｍ ｕ ｌ ａ Ｓ ｔ ｕ ．
针对 Ｆ ｌ 赛 车 的特 点 ， 本设 计 利用 杠杆 原 理 设计 了
ｄ ｅ ｎ ｔ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ， 简称 ： Ｆ Ｓ Ｃ ） 是一项 由高等院校汽车工 程或汽车相关专业在校学生组队参加的汽车设计 与制造 比赛 。制动系统是赛车设计制造 中十分重
防系统泄漏或失效时 ， 至少在两轮上还保持有有 效的制动力 。每个液压 回路必须有其专属的储油 罐（ 可用独立储油罐或用原厂的储 油罐 ） 。３ ） 单个
制 动作 用 时 ， 有 限 的 滑移 差 是 的情况 ， 让前后轮能够 同时抱死 。
１ ． ２ 平衡杆调 节 原理 如图 １ 所示 ， 假 设 踏 板力 为 Ｆ， 则 在 平衡 支杆
１ ０ ０
机电技术
２ ０ １ ４ 年２ 月
大学 生方程式赛车 平衡杆机构 的设计
王 鹭 彭育辉
（ 福州大学机械工程及 自动化学院 ， 福建 福州 ３ ５ ０ １ １ ６ ） 摘 要： 针对 Ｆ Ｓ Ａ Ｅ方程式赛车对制动性能 的要求 ， 基于杠杆原理 ， 设计 了一种平衡杆机构用于调节前 、 后轴制动管路
所 以， 如果 能调 节支 点位 置 ， 就可 以改 变 、 Ｌ 的长度 比例 ， 从 而改变 、 的大小 比例 ， 达到调 节前 、 后 制 动管路 压 力分 配 的 目的 。 １ ． ３ 平衡 杆机 构 设计 方案 的分 析与 选择
质心 高度与轴距 比值较 大的轻型汽车 ， 这种汽车
在 制 动 时受 到惯 性 的影 响 ， 载 荷转 移 明显 。 因此 ，
踏板可绕的安装支架转动， 两个制动主缸分别 利用螺栓安装在支架上 ， 如图２ 、 ３ 所示。平衡杆机
作者简 介 ： 王鹭（ １ ９ ９ Ｏ 一） ， 女， 硕士研究 生 ， 研究方 向 ： 汽车主动安全技术。
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)
毕业设计（论文）题目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）2013年5月30 日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FORMUL SAE—A SPACE FRAME DESIGNABSTRACTThe FSAE vehicle race is one takes university student as the sports event of object,for the purpose of creates more outstanding talents for the automobile industry,participating vehicle race all by various university research and designs. As a result of competition vehicle race frame of design, when design must consider the sports event technology standard.My graduation project designs the frame for the FSAE vehicle race. The frame design of vehicle race must consider the the arrangement of arrangement as well as vehicle race each unit of vehicle race engine and pilot. Because vehicle race frame is the main stress structure of vehicle race, almost all structures as well as the parts in vehicle race have the frame direct or indirect support, therefore the structure of frame is certainly reasonable, simultaneously the intensity rigidity must meet certain requirements. At the beginning of the frame designs, must completely grasps the concerned requirements and point scale of big game, how should arrange to various parts, arranges has a clear plan in any position. Simultaneously to make the later vehicle frame design is more reasonable, I have referred to some Tianjin University, Hunan University as well as overseas frames. After being in the design stage, after contrasting the structural style of frame, has chosen the truss-type frame.According to the intensity request, chooses the material of frame. After locating the airflow distribution of suspension fork, according to the overall arrangement, engine of as well as the manikin determination frame approximate overall size technology standard and vehicle race, then establishes the embryonic form of several sets of frame; Optimizes the vehicle frame to enable the overall each system again to arrange reasonably on the frame, until makes the vehicle frame meet the request in each aspect. After several sets ofvehicle frame finalizes basically, starts to carry on the structure analysis of accepting force, to optimize as well as contrast to the frame, optional structure reasonable quality lightest frame.KEY WORDS: FSAE, frame, technology standard, engine, pilot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)第一章赛车概述§1.1国外Formula SAE简介Formula SAE，是由各国SAE，即汽车工程师协会举办的面向在读或毕业7个月以内的本科生或研究生举办的一项学生方程式赛车比赛，要求在一年的时间内制造出一辆在加速、刹车、操控性方面有优异的表现并且足够稳定耐久，能够成功完成规则中列举的所有项目业余休闲赛车。
大学生方程式赛车悬架系统设计与仿真分析
122研究与探索Research and Exploration ·工艺与技术中国设备工程 2017.05 (上)中国大学生方程式汽车大赛（简称FSAE）在2010年首次举办，迄今为止已经成功举办了7届，中国大学生方程式汽车大赛为培养学生汽车设计、加工制造、成本控制和车队成员间协作的能力提供了良好的工程实践平台；此外，参与比赛可为各大参赛院校间提供广阔的交流平台，进而推动各院校间学术交流。
1 设计思路FSAE 赛事规则要求赛车悬架系统必须满足以下要求：能够保证赛车具备良好的行驶平顺性、良好的操纵稳定性、合适的衰减振动能力；能可靠的传递车轮和车身之间的各种力和力矩，保证有足够的强度和使用寿命；在赛车制动和加速时保证车身稳定，减小车身纵倾，确保转弯时车身侧倾角合适；便于布置和维护。
根据赛事规则制定FSAE 赛车悬架系统的初步设计流程，如图1所示。
图1 方程式悬架系统设计流程2 前、后悬架基准参数计算选定根据方程式大赛的规则，查阅相关的资料，确定主要基准参数，如表1所示；悬架系统车轮定位参数如表2所示。
表1 悬架基准参数表2 车轮定位参数3 减震器、横向稳定杆的设计3.1 减震器的选取赛车偏频的选取与悬架刚度有直接关系，为了避免共振，偏频的选取不宜一致，同时基于性能的考虑，综合去年FSAE 赛车设计经验，此次赛车悬架偏频的选取为前悬n1=3.2Hz，后悬n2=2.6Hz。
利用赛车整车参数计算适乘刚度，以此来选择合适的弹簧。
悬架传递比为：25.2i MR = （1）前悬弹簧刚度： （2）后悬弹簧刚度： 2)(MR K K WRSR= （3）根据计算数据并参照弹簧参数表，选择前悬为310lb/in,后悬为300lb/in 的弹簧。
对应的弹簧刚度分别为：KS 1=54.3kN/m；KS 2=52.5kN/m。
由此可计算出悬架的实际上跳行程，由于侧倾增益值1.91°/g，不在低负升力赛车的侧倾增益取值范大学生方程式赛车悬架系统设计与仿真分析吴雪玲，倪彰，何宇，张兴，顾迪，赵越（江苏理工学院 汽车与交通工程学院，江苏 常州 213000）摘要：按照FSAE 赛事对赛车及悬架系统的设计要求，以整车基本参数和设计规则为参照依据，选定轮胎、轮辋型号，利用CATIA 软件建立了FSAE 赛车悬架系统的几何模型，对减震器、横向稳定杆等进行结构设计，利用Adams/Insight 软件对轮胎跳动时悬架参数变化进行对比分析与优化，并运用ANSYS 软件对悬架的主要受力部件进行分析。
大学生赛车悬架机构设计及优化
3 建模优化
3.1 立柱的建模 由于前立柱需要转向，所以前立柱与后 立柱的结构有所不同，主要体现在前立柱下 部分有个与转向相连的耳件，后立柱下端耳 件需要安装固定杆。前立柱上端两个孔是与 耳件转配，再通过耳件与上横臂连接，前立
阻尼系数。
为了满足对赛车平顺性的要求，我们计
算得到了以下数据，压缩行程和伸张行程的
阻尼系数分别为 0.2 和 0.4。前悬架的压缩
阻尼系数为 416.2Ns/m，前悬架的回弹阻尼
系数为 912.9Ns/m，后悬架的压缩阻尼系数
为 486.7Ns/m， 后 悬 架 的 回 弹 阻 尼 系 数 为
837.4Ns/m。由以上数据参考选型减震器的 型号，两个减震器为左右对称布置 [3] 。
2.2 前后悬架偏频的选择
偏频是影响赛车平顺性的一个重要参 数 [7]。前后悬架的计算公式（2-1）如下
n1= k1 /m1/（2π） n2= k2 /m2/
（2π）
（2-1）
式 中：K1、K2—— 赛 车 前、 后 悬 架 的 刚 度（N/cm）
m1、m2——赛车前、后悬架的簧载、上 质量（kg）
架更能满足赛车所需要的性能，独立悬架是 采用中间断开的车桥的形式，在其两侧分别 连接着车轮，它的特点是一侧车轮发生跳动 不会影响另一侧车轮的运动状态，即两侧车 轮互不影响独立悬架按功能可按图示分类， 在设计、加工、安装、调试等方面综合考虑 之后，我们发现双横臂式独立悬架比其它形 式的悬架更优。实际上，在大学生方程式赛 车大赛中各车队也是青睐于双横臂式独立悬 架这种悬架形式。初步确定整车的基本参数 为：轴距 1650mm，前轮距 1320mm，后轮距 1280mm，整备质量 325kg，前后轴荷分配比 45/55。
大学生方程式赛车多连杆悬架设计及优化
Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｏｐｔｉｍ ｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｕｌｔｉ－Ｌｉｎｋ Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ ｉｎ Ｆｏｒｍｕｌａ
Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ Ｒａｃｉｎｇ Ｃａｒ
ＷＡＮＧ Ｌｅ，ＺＨＵ Ｊｉａｎ－ｊｕｎ，ＴＩＡＮ Ｙｕ，ＺＨＡＮＧ Ｚｈｉ－ｌｉａｎｇ
（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｔａｉｙｕａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈａｎｘｉ Ｔａｉｙｕａｎ
典型多连杆悬架为五连杆悬架与四连杆悬架。就前悬架系
０３００２４，Ｃｈｉｎａ）
．
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ Ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｏｖｅｒｃｏｍｅ ｔｈｅ ｓｈｏｒｔａｇｅ ｏｆｔｈｅ ｃａｒ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｕｒｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｐｅｔｉｔｉｏｎ ｔｕｒｎｅｄ ｂａｃｋ ｐｏｓｉｔｉｖｅｆｏｒｃｅ ｉｓ ｔｏｏ ｌａｒｇｅ，
大学生方程式赛车(总体设计方案)吕许慧
河南科技大学毕业设计<论文）题目大学生方程式赛车设计<总体设计）姓名吕许慧院系车辆与动力工程学院专业车辆工程指导教师牛毅2018年 6 月2日大学生方程式赛车设计<总体设计）摘要本次毕业设计为期二个多月，进行了方程式赛车的总体设计。
在设计中，主要运用了对比分析的方法，各项参数通过优化设计和UG、MATLAB等进行优化。
初期阶段，我们根据2018年大学生方程式汽车大赛规则确定了赛车整体布置方案，并进行论证与分析，初步确定赛车主要参数。
通过计算与对比，确定发动机型号，初选传动系最大传动比、最小传动比。
中期阶段，我们设计中使用UG6.0三维软件对各个零部件总成进行建模和整体装配，并进行悬架、转向的运动干涉分析。
利用发动机动力特性曲线特点，用MATLAB软件绘制出赛车驱动力-行驶阻力平衡图、加速度曲线图等，并详细计算赛车燃油经济性。
最后阶段，利用UG7.5进行导出赛车总体布置二维工程图，并制成总体参数表，并将第一代赛车与第二代赛车进行对比分析。
对于考虑到的实际生产中可能发生变化的悬架、车架和转向部件，预留方案。
通过本次毕业设计，了解和掌握了对汽车进行总体设计的步骤和方法，巩固了本专业的所学的专业知识，增强了搜集资料、整合资料的能力，这些将为我毕业以后从事汽车设计工作打下良好的基础。
关键词：FSAE，总体参数，参数确定，总布置、赛车动力性、燃油经济性ABSTRACTFor two months, My graduation design is the ov erall design of the formula racing. we used the contrast analysis method mainly in the design, through optimizing the parameters optimization design and optimization of UG MATLAB, etc.Initial stage, we according to 2018 auto contest rules determine colle ge equation overall layout of the car, and the demonstration and analysis, the main parameter is determined primarily racing. Through calculation and comparison, sure engine type, primaries drivetrain maximum transmission ratio, minimum transmission.The intermediate stage, we design UG6.0 3d software used in various parts of assembly for modeling and whole assembly, and suspension, steering movement interference analysis. Use of engine power characteristic curve characteristic, MATLAB software mapped drive car driving forces - resistance balance figure, acceleration curve, and etc, and detailed calculation racing fuel economy.The final stages UG7.5 are derived by car, general layout, and two-dimensional engineering graphics overall parameter table, and mad e the first generation and the second generation racing cars are compared and analyzed. For considering the actual production of may change suspension, frame and steering parts, obligate scheme.Through the graduation design, I understand and master the overall design of car of the steps and method, the professional knowledge of professional knowledge, enhance the data collection and integration of information, these ability after my graduation will be engaged in car design lay a good foundation for the job.KEY WORDS:FSAE, general parameters, parameter identification, general arrangement,the car power, fuel economy特殊符号m a汽车总质量 kgV 最高车速km/hL 轴距 mmB1 前轮距 mmB2 后轮距 mmR 最小转弯半径mmhg 满载时质心高度mmhgˊ空载时质心高度mmD 轮胎直径mmB 轮胎宽度mmP 轮胎气压MPA 汽车迎风面积F 滚动阻力系数C空气阻力系数Do i驱动桥主减速比g i变速器传动比F汽车行驶使的空气阻力w1g i变速器Ⅰ挡传动比F车轮与路面的附着力ϕm汽车总质量au汽车行驶速度aP发动机最大功率emaxT发动机转矩eP为克服滚动阻力所消耗的功率fϕ轮胎与路面的附着系数η传动系效率tQ是百公里油耗s目录第一章 FSAE赛车总体简况 (1)§1.1 FSAE赛车起源 (1)§1.2 FSAE赛车现状 (2)§1.2.1国际赛车简况 (2)§1.2.2国内赛车简况 (2)§1.2.3我校赛车简况 (2)§1.3 FSAE赛车总体设计概述 (3)§1.3.1汽车设计的规律、决策与设计过程 (3)§1.3.2 FSAE赛车主要技术要求 (3)§1.3.3 第二代赛车设计目标 (4)§1.3.4 FSAE赛车工程意义 (5)第二章 FSAE赛车总体设计6§2.1 总体设计目标 (6)§2.2 赛车目标参数的初步确定 (7)§2.2.1 发动机选择 (8)§2.2.2 轮胎的选择 (9)§2.2.3 传动系最小传动比的确定 (10)§2.2.4 传动系最大传动比的确定 (10)§2.3 赛车发动机选型 (12)§2.4 赛车主要设计参数的确定 (12)§2.4.1 尺寸参数 (12)§2.4.2 质量参数 (14)§2.4.3 性能参数 (15)§2.5 赛车各系统设计 (17)§2.5.1 悬架系统设计 (17)§2.5.2 转向系统设计 (18)§2.5.3 制动系统设计 (19)§2.5.4 电器系统设计 (21)§2.5.5 车身设计 (22)§2.5.6 车架设计 (23)第三章赛车动力性与燃油经济性24§3.1 汽车的动力性 (24)§3.1.1 动力性的评价指标 (24)§3.1.2驱动力—行驶阻力图 (24)§3.1.3 汽车的加速能力 (27)§3.1.4 动力特性图 (28)§3.1.5 功率平衡 (30)§3.2 燃油经济性 (31)第四章赛车总体布置32§4.1整车布置的基准线<面）-零线的确定 (32)§4.2各部件的布置 (33)§4.3总体设计参数表 (35)第五章结论36参考文献38致谢39第一章 FSAE赛车总体简况Formula SAE 赛事1980年在美国举办第一次比赛以来，现在已经成为汽车工程学会的学生成员举办的一项国际赛事，其目的是设计、制造一辆小型的高性能方程式赛车，并使用这辆自行设计和制造的赛车参加比赛。
大学生方程式赛车车架设计
大学生方程式赛车车架设计摘要:为了保证赛车车架安全可靠性、操作稳定性，对车架进行各工况分析；为提高其燃油经济性，对车架轻量化设计分析。
本文采用CATIA三维软件对车架进行三维设计，利用有限元分析软件对车架进行模态分析，有效缩短整个车架设计与制造的时间；采用LMS Test. Lab振动测试软件对车架的模态进行测试，解决了车架与发动机及传动部件的共振问题。
同时，进行了人机工程实验数据采集，解决了车手驾驶易疲劳问题。
关键词：车架；有限元分析；人机工程；振动Abstract：In order to ensure the safety, reliability and operationalstability of the racing car frame, various working conditions of the frame are analyzed; In order to improve its fuel economy, the lightweight design of the frame is analyzed. In this paper, CATIA three-dimensional software is used for three-dimensional design of the frame, and finite element analysis software is used for modal analysis of the frame, which can effectively shorten the designand manufacturing time of the whole frame; Use LMS test Lab vibration test software tests the modal of the frame, and solves the resonance problem between the frame and the engine and transmission components. At the same time, the man-machine engineering experiment data collection is carried out to solve thedriver fatigue problem.Key words: frame; finite element analysis; ergonomic; vibration一、课题研究背景和意义中国大学生方程式汽车大赛自2010本土化以来，经过几年的学习与沉淀，不管是举办方或者是学生团队都有了蓬勃的发展，成绩喜人。
大学生方程式赛车设计(传动及最终传动系统设计)(有cad图+三维图)
大学生方程式赛车设计（传动及最终传动系统设计）摘要汽车传动系统的基本功用是将发动机输出的动力传递给驱动车轮，传动系统对整车的动力性和设计中一个重要的组成部分。
本文主要研究的是FSAE方程式赛车传动系统的燃油经济性有很大的影响，故传动系统参数的确定是汽车设计，基于我院LS Racing车队三年来的比赛经验和设计理念，对赛车的传动系统进行优化和改造。
本赛车选用的是铃木CBRR600四缸发动机，差速器是选用德雷克斯勒限滑差速器（Drexler），根据发动机的特性参数、档位比和差速器的工作原理，选择合适的链传动比，计算链条的参数，设计差速器固定支架，合理的布置整个传动系统。
针对传动系统各组成部件，采用ANSYS有限元分析软件对零部件进行强度校核，优化结构使其达到质量轻、强度高的目标。
关键字：FSAE，差速器选型，德雷克斯勒限滑差速器，传动系IFormula SAE of china (transmission and final drivesystem)ABSTRACTThe basic function of auto transmission system is transfer engine power to drive wheels .The transmission system has a great influence in dynamic performance .So the parameter of drive system is one of the important part in automobile design .The article mainly research is drive system design of FSAE racing car. The car drive system optimization and transformation is based on LS Racing team competition experience and design concept in the past three years .The racing car engine is choose SUZUKI GSX-R600 have four cylinder engine .The differential is choose Drexler limited slip differential. According to the characteristics of the engine parameters, gear ratio and differential working principle ,that choose the right chain transmission ratio, calculation chain parameters, design the differential fixed bracket, reasonable arrangement of the drive system. Aimed at the transmission system components, use the ANSYS finite element analysis to check intensity of the parts, that optimize structure enables it to achieve light weight, high strength goal.KEY WORD：FSAE, Differential selection, Drexler limited slip differential, the ANSYS finite element analysis目录第一章大赛背景及发展现状 (1)§1.1 赛事背景 (1)§1.2 国外情况 (2)§1.3 国内情况 (2)第二章绪论 (4)§2.1 传动系统的组成 (4)§2.2 传动系统的功能实现 (4)§2.3 FSAE大学生方程式赛车传动系统的特点 (5)§2.4 中国大学生方程式汽车大赛（FSC）传动规则和要求 (6)§2.5 本次传动系统设计任务 (6)第三章赛车动力总成的选择与布置 (7)§3.1 整车参数与主要结构 (7)§3.2 赛车动力性计算 (9)§3.2.1 主减速比确定 (9)§3.2.2 赛车驱动力的计算 (10)§3.3 赛车动力性的验证与优化 (11)§3.3.1 拟合外特性曲线图 (11)§3.3.2 驱动力-行驶阻力平衡图 (12)§3.3.3 发动机功率-行驶阻力功率平衡图 (13)§3.3.4加速度特性曲线 (13)§3.3.5 动力因数图 (14)§3.4 传动方式确定 (14)第四章动力总成与车架的连接及与驱动轮的传动设计 (18)§4.1 差速器固定 (18)§4.2 车轮法兰设计 (20)§4.3 大小链轮的设计 (21)§4.3.1 链轮齿数1Z、和传动2Z比i的计算与确定 (21)§4.3.2齿数的选取原则 (21)§4.3.3 传动比的确定 (21)§4.3.4 链轮的计算与选取 (22)§4.4 差速器的设计与选择 (26)§4.4.1 差速器原理 (26)§4.4.2 差速器的分类 (27)§4.4.3 方程式赛车的差速器结构选择 (31)§4.4.4 差速器选用说明 (32)§4.5 万向节的选择 (32)§4.5.1 万向节的工作原理 (33)§4.5.2 等速万向节的分类 (33)§4.6 此次设计选用的万向节类型 (36)参考文献 (38)结束语 (38)第一章大赛背景及发展现状随着我国汽车工业的崛起，赛车文化日益蓬勃发展，同时为号召十二五时期党中央提出的科技强国口号，在这样一个背景下，2010年首届中国大学生方程式汽车大赛在上海国际赛车场隆重举办。
毕业设计(论文)大学生方程式赛车设计(制动与行走系统设计)(含全套cad图纸)
大学生方程式赛车设计（制动与行走系统设计）摘要Formula SAE赛事1980年在美国举办第一次比赛，现在已经是为汽车工程学会的学生成员举办的一项国际赛事，其目的是设计、制造一辆小型的高性能方程式赛车，并使用这辆自行设计和制造的赛车参加比赛。
中国大学生方程式赛车比赛的组织与开展始于2010年，至今已成功举办了三届。
本文主要阐述了在中国大学生方程式汽车大赛组委会制定的规则下，如何设计一辆Formula SAE 赛车的制动系统。
设计采用的是前盘后盘的液压双回路制动系方案。
它的工作原理是利用与车身(或车架)相连的非旋转元件和与车轮(或传动轴)相连的旋转元件之间的相互摩擦来阻止车轮的转动或转动趋势，亦即由制动踏板的踏板力通过推杆和主缸活塞，使主缸油液在一定压力下流入轮缸，并通过轮缸活塞推使制动衬片夹紧制动盘产生摩擦力矩，从而产生制动力，使车轮减速直至停车。
由于赛车本身质量较小，很多地方不能按常规的设计方法进行设计，我主要采用了市场调研的方法，先选取一些类似的车型，依据它们的制动系统结合赛车的实际情况反复验证，通过极限算法计算出完全制动时制动盘的最小尺寸。
同时在极限工况下对几个危险截面的零件的强度进行了校核，使其满足要求。
同时利用UG软件进行了建模，以辅助后续工作的顺利进行。
关键词：Formula SAE，赛车，制动，校核FORMULA RACING BRAKE AND WALKINGSYSTEM DESIGNABSTRACTFormula-SAE launched in the USA in 1980, Formula-SAE is now an international competition for Society of Automotive Engineers student members to form teams for the purpose of designing, building and competing in a small high-performance race car.The article discusses how to design a Formula SAE car's braking system。
FSC横向稳定杆设计及有限元分析
FSC横向稳定杆设计及有限元分析作者：陈柯序，周怡洁，杨雳来源：《时代汽车》 2018年第8期1引言大学生方程式赛车(FSC)中常采用双横臂独立式悬架，特点是车质量轻，比功率大，在快速转向时两侧悬架发生不等量变形大，引起车身侧倾，会极大程度上影响赛车的弯中姿态和转向特性，此时需要横向稳定杆提供抑制车身侧倾的力矩，增加悬架的侧倾角刚度，以提升赛车的操稳性。
横向稳定杆(anti-roll bar)，其固定在左右悬架的下臂。
（其基本结构如图1）赛车在转弯时作用在车的滚动中心的离心力造成车身的侧倾，侧倾后，簧上质量加剧侧倾，导致赛车弯内轮和弯外轮的减震弹簧拉伸和压缩，载荷转移，造成横向稳定杆的杆身扭转，其利用杆身被扭转产生的反弹力来抑制车身侧倾。
设计横向稳定杆时，除了要考虑整车总的侧倾角刚度外，还应考虑前后悬架的侧倾角刚度之比。
赛车设计中根据车手的驾驶习惯不同，常常会将前后悬都装上稳定杆，调节到略微转向过度（就个人驾驶习惯而言）。
最理想的状态是把横向稳定杆所提供的侧倾角刚度控制在悬架的总侧倾角刚度的20%~50%之间。
2横向稳定杆侧倾刚度计算汽车上悬架系统的稳定装置可以装与纵向，也可装与横向，对于二轴汽车，在前轴或是后轴加装需要经过具体的分析来匹配整车的性能[l。
在进行稳定装置的匹配过程之中，纵向的相对来说便于计算，而横向的稳定杆却相对较复杂一些。
它必须由整车操稳性和车身的受力状况两大因素综合考虑决定。
主要是通过对横向稳定杆的设计来控制前后轴角刚度Kl和K2的分配关系。
换言之，控制前后角刚度的比值入=Kl/K2。
首先需要考虑的是一个合理的转向特性。
车轴的偏离角的大小是与该车轴的角刚度成正比的。
通过横向稳定杆来调整整车的角刚度在前后轴上的分配，可以改变前后轴的偏离角的大小。
进而改变整车的转向特性趋势。
但是，这仅仅是考虑了横向稳定杆的单一作用下的结果。
实际中整车的转向特性是由多方面因素共同决定的，如轴荷分配、结构参数、轮胎材料等。
大学生方程式赛车车架拓扑优化设计
大学生方程式赛车车架拓扑优化设计方程式赛车车架是赛车的重要组成部分，它需要承载驾驶员与各种总成的重量，以及来自赛道的全部力。
为了提高赛车的动力性与经济性，利用hypermesh 对车架进行拓扑优化设计，分析优化得出车架各种力的传递路径与材料的最佳分布，为车架设计指明方向。
标签：方程式赛车；拓扑优化；hypermesh引言方程式赛车车架是赛车的重要的组成部分，它需要承载驾驶员与各种总成的重量，以及来自赛道的全部力。
因此车架的强度、刚度直接决定整车的安全与性能。
根据往届大赛比赛成绩来看，排名靠前的车队都有性能优异、质量较轻的车架，这是因为车架占整车质量的比重较大，车架的性能直接影响整车动力性、经济性。
而赛车的各个组成部分大部分是直接选择成品，并没有多大设计空间，因此设计一个既轻又拥有较好力学性能的车架显得尤为重要。
文章基于连续体拓扑优化理论，利用hypermesh中的OptiStruct模块并结合FSC大赛规则以及赛车四种工况对车架进行拓扑优化，初步设计出赛车车架的雏形，为车架方案的优化与最终确定指明方向。
使得车架在符合大赛安全要求的前提下，获得更合理的结构、更轻的质量，从而获改善整车的经济性与动力性。
1 理论概述1.1 拓扑优化方法介绍拓扑优化包括变密度法、变厚度法、渐进结构优化法和水平集方法等[1]。
变密度法是根据均勾化方法得到的一种有效的结构优化方法，变密度法不引入微结构，而是赋予有限元单元0-1的假想密度，设计变量为假想密度，目标函数为结构柔顺性，之后设置材料弹性模量、泊松比等材料参数，将位移和载荷设置为约束条件对设计变量进行优化，并对有限单元的假设密度赋予一个阔值，随着迭代过程的进行，密度大于阔值的单元被保留，密度小于阔值的单元被删除，因而优化区域的体积不断减小，最后留下的区域便是最终的拓扑优化结果。
变密度法的数学模型为：1.2 拓扑优化流程拓扑优化设计流程如图1所示。
2 拓扑优化2.1 模型建立根据FSC大赛规则，参赛大学生方程式赛车车架必须包含：（1）主环、（2）前环、（3）防滚架斜撑、（4）侧边防撞结构前隔板、（5）前隔板、（6）前隔板支撑系统等结构[2]。