方程式赛车车架结构设计及优化
的振 型对车架 性能 的影响最 大 ，所 以研究前 ６阶 固有 频率 车轮 和 悬架 系统最 终作 用于 车架 上 。根据赛 车制动 设计
和 振型 就能满足 分析 需要 。
的参数 可知 ，左 、右前轮 的制动 力大 小分别 为１８７６ Ｎ，
由赛 车车 架六 阶模 态振 型 可知 ，车 架低 阶频 率的 振 后轮的制 动力为 １４１６ Ｎ。将制动 力相应 地平均 作用在 悬
５５ ｍｍ冲 程 ，５５３ ｃｃ排 量 的 汽 油发 动机 ，最 大功 率 轮 的×、Ｙ、Ｚ－个方 向的 自 由度 进行约 束 ，释放车 轮的
转 速 是 １ １５００ ｒ／ｍｌｎ，怠速 转 速 １８００ ｒ／ｍ Ｊｎ，所 以发 其余 自由度 。
动 机 怠 速 频 率 为 ３０ Ｈｚ：发 动 机 常 用 工 作 转 速 范 围 为
１ １ Ｈｚ。车 架 的 各 阶 固 有 频率 能 否 避 开 赛 车 的 激 励 频 减速度取０５ｇ。整车重量为２５０ ｋｇ，动载因素取 １．５。
率 ，决 定于赛 车的车 架是否 满足振 动要 求 。
约束 条 件处 理 ：对左 、右 前 轮 的Ｙ、Ｚ ２个方 向 的
赛车 使用Ａｐｒ Ｊｌ Ｊａ ＳＸＶ ５５０ ２缸 ，缸径 为 ８０ ｍｍ ， 平动 自 由度 ，左后 轮 的Ｙ方 向 的平动 自由度 ，以及右后
３．紧急制 动工况 分析
６０００～９０００ ｒ／ｍ Ｊｎ，｝目应的发动胡 ｝草薯为１Ｏ０～１５Ｏ Ｈｚ。
车 架载 荷处 理 ：当赛车遇 到 突发状 况紧 急制动 时
在 车架 进行 自 由模态 分析 中 ，低 阶固有 频 率及 相应 车架 将承 受和 行驶 方向相 反 的制动 力作用 ，制 动力 通过
本 文根 据 中国 ＦＳＣ大赛规 则 ，运 用有 限 元理 论 对 典型 工 况下 赛 车车 架性 能 进行 分 析 ，并根 据 分 析 结 果 ，对 赛车 车 架进 行优 化 改 进 ，以提 高 赛 车的 整 车性 能
赛车车架 三维建 模
根 据 中 国汽 车工 程 学会 提供 的 大 赛规 则 对于 车 架 的 设计 ￣ＥＩ￥１ｊ造 标 准 ．选用 空 间桁 架 结构 作 为赛 车 车 架结构 ，如 图１所示 ．
于 发 动机 怠速 频率 且低 于发 动机 常用 转速 下 的 引起的 激 束 ，释 放车轮 的其 余自 由度 。
型 较 简单 ，主 要表 现 为车架 的扭 转 、弯 曲和摆 动 。车 架 架和车 架的 １ ６个 铰接点 处 。
的 第 １、２、３阶 固有频 率避 开 了 赛道路 面 激振 频 率和 由
约束条 件处 理 ：对 两前 轮的×、Ｙ、Ｚ ３个 方向的 平
于 车 轮不 平衡 引起 的激 励频 率 ：而后 三 阶固有 频 率则 高 动 自由 度和 后轮 的 Ｘ、Ｙ ２个平 动 方 向的 自由 度进 行 约
赛车车架有限元分析
￣ ＣＡＴＩＡ模 型 ，利用 ＨｙｐｅｒＭｅｓｈ建立 赛车车 架 的有 限元模 型 。
赛车 车架 模 态特 性分 析
向的平动 自 由度 ，释放 其余所 有 自由度 。
为 了避 开在 比赛 时受 到来 自赛 道 、发 动机 的振 动频
２．急转弯工 况分析
率 ，提 高赛 车的 舒适 性、安全 ＾生、操纵 稳 定性 ，需要 确
车架载荷处理 ：赛车在弯道上转弯时 ，由于侧 向离心
定赛车 车架 自身的振 动性能 。
力作用 ，车架受到 侧向载荷 ，而且在急转 弯时必 然会有减
赛 车 由 于 赛道 路 面 不 平 而 引起 的 激 励 频 率 一 般 为 速过程 ，所 以还会产 生纵向制动力 。作为近似 计算 ，模拟 １～２０ Ｈｚ，由 于车 轮 不平 衡 引起 的 激励 频 率 一股 低 于 赛车 向左转弯工 况 ，赛 车受到侧 向加速 度取０．５ ｑ和纵 向
届臣雹雹团
Ｄ ＥＳｌＧ Ｎ 设 计
义 ／／ 母鹏 ｌ上 大 众 ｊ 车 有 限 公 司 １
赛 车 车 架 是 赛 车 上 重 要 的 组 成 部 分之 一 ．赛 车 上 所 有 的 总 成 和 零 部 件 都 需 要 车 架 来 承 载 。根 据 中 国 ＦＳＣ大 赛 规 则 ．运 用 ＣＡＴＩＡ软 件 对 赛 车 车 架 进 行 三 维 建 模 ，结 合 有 限 元 理 论 ，运 用 ＨｙｐｅｒＭｅｓｈ软 件 建 立 车 架 有 限 元 模 型 ：并 对 车 架 结 构 分 别 进 行 模 态 分 析 以 及 满 载 弯 曲 、紧 急 制 动 、急 转 弯 和 扭 转 ４种 工 况 下 的 分 析 ．得 到 车 架 结 构 的 应 力 分 布 和 应 变 情 况 ，利 用 有 限 元 分 析 结 果 ，改 进 车 架 结 构 设 计 ．在 确 保 其 强 度 、刚 度 的 前 提 条 件 下 ，降 低 车 架 结 构 的 质 量 ，提 高 整 车 综 合 性 能 ，结 果 表 明 赛 车 车 架 结 构 改 进 设 计 是 合 理 的 、安 全 的 ．满 足设 计 要 求 。
赛 车车 架作 为 安装 基 体 ，其 承载 并 连结 所 有 的
系统 组 件 （包 括发 动机 、车 身 、悬 架等 ），承 受 这 图１赛车车架三维模型 图
些 绢件 的 重量 和传 递 给车 架 本身 的 各种 力和 力 矩 等 复 杂载 荷 。赛 车在 行 驶 比赛 时 ，车 架 同时也 承 载 着 来 自赛 道 的全 部载 荷 。车架 设计 在 整车 设计 中至 关 重要 ，车 架性能 的优劣将 极大地 影响 整车表 现 。
车 架 材 料 为 ４ １ ３０钢 （￣１３０Ｃ ｒＭＯ），其 弹 性 模 量为 ２ １ １ ｘ １０５ ＭＰａ，汩松 比 为０．２７９，密度 为 ７．８５ ｇ／ｃｍ 时 ，材 料的 屈服极 限为 ７８５ ＭＰａ，强度 极 限 为９８０ ＭＰａ。车架 总质 量 为３０ Ｋａ，车 架的 长 为 ２４１０ ｍｍ ，宽 为 １４４０ ｍｍ ，高为 １１４０ ｍｍ ，具 体 参数如 表 １
大学生方程式赛车(FSA E)悬架优化设计
ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ，ｔ ｈ ｅ ｌ ａ ｔ ｅ ｒ ａ ｌ ｓ ｌ ｉ ｐ ｐ ａ ｇ ｅ ｉ ｓ ｓ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｅ ｄ ３ Ｓ ｔ ｈ ｅ ｏ ｂ ｊ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｏ ｃ ｏ ｍｐ ａ ｒ ｅ ａ ｌ ｌ Ｆ ｒ ｏ ｎ ｔ Ｗｈ ｅ ｅ ｌ Ａｌ ｉ ｇ ｎ ｍｅ ｎ ｔ
第２ ９ 卷第 ４ 期
黑
龙
江
工
程
学
院
学
报
Ｖｏ １ ． ２ ９ 。 Ｎｏ ． ４ Ａｕ ｇ ．， ２ ０ ｏ ｆ Ｈｅ ｉ ｌ ｏ ｎ ｇ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
中 图分 类 号 ： Ｕ４ ６ ３ ． ３ ３ ＋１ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ： １ ６ ７ １ — ４ ６ ７ ９ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ４ — ０ ０ ２ ７ — ０ ５
Ｏｐｔ ｉ ｍｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈｅ ｓ ｕ ｓ ｐ ｅ ｎｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｏ ｆ ＦＳ ＡＥ ｖ ｅ ｈｉ ｃ ｌ ｅ ＭＡ Ｊ ｉ ｎ ｇ － ｊ ｕ ｎ ， ＹＥ Ｙｕ — ｔ ｉ ａ ｎ ， ＧＵＩ Ｈａ ｏ ， ＱＩ ＮＧ Ｔｏ ｎ ｇ ， Ｃ ＵＩ Ｈｏ ｎ ｇ — ｙ ａ ｏ
利用 Ａ ＤＡＭＳ ， 根据整车性 能对悬架进 行建模和优化设计 。在优化过程 中， 选择侧 向滑移量为 目标 函数 ， 对 比了优 化
前 后各前轮定位参数随车轮上下摆 动的变化 ， 证 明了优化后悬架 系统 的正 确性 。为 了解决 由加工 、 装配 和变形产生
的定位参数误差 ， 设计 出悬架定 位参 数的调节机构 。通过该机构 中的一对 螺纹连接 ， 实现 了推力杆长 度的调节 。文 中设计满足大赛 的相关规定 。 关键词 ： Ｆ Ｓ ＡＥ； 悬架系统 ； Ａ Ｄ ＡＭＳ ； 定位参数 ； 调节 机构
FSAE赛车车架的结构分析与优化的开题报告
FSAE赛车车架的结构分析与优化的开题报告一、选题背景FSAE（Formula SAE）赛车竞赛是国际汽联主办的一项汽车竞赛项目，旨在培养青年人的汽车设计和制造能力。
赛车要求具备高性能、高可靠性和高安全性，其中车架结构是赛车设计的核心之一，直接影响车辆的性能和操控性。
因此，本课题选取了FSAE赛车车架的结构分析与优化为研究对象，旨在探讨其结构特点及优化方法，提高车辆的性能和竞赛成绩。
二、研究内容和目标（一）研究内容1. FSAE赛车车架的结构特点及材料选择；2. 车架结构的静力学分析，包括力学模型、受力分析等方面；3. 车架结构的动力学分析，包括振动模态、固有频率、模态分析等方面；4. 车架结构的优化方法，包括拓扑优化、结构优化等方面；5. 基于优化后的车架结构设计静态和动态试验，并对试验结果进行分析。
（二）研究目标1. 深入了解FSAE赛车车架的结构特点及其受力情况；2. 通过力学分析和动力学分析，了解车架结构在静态和动态条件下的应力和振动情况，为后续优化提供基础；3. 熟悉车架优化的方法和流程，针对车架结构特点，提出优化方案，提高车辆的性能和竞赛成绩；4. 对优化后的车架设计进行静态和动态试验，验证优化效果，规范车辆设计和制造流程；5. 为FSAE赛车竞赛提供优秀的车辆设计和制造构思和方案，提高中国赛车水平和竞争能力。
三、研究方法和技术路线（一）研究方法1. 理论分析法：通过文献调研和资料收集，深入了解FSAE赛车车架的结构特点及材料选择；2. 数值模拟法：建立车架的静力学和动力学模型，进行数值模拟，分析车架在静态和动态条件下的应力、振动等情况；3. 优化设计法：结合车架的结构特点，采用拓扑优化、结构优化等方法，提出优化方案，提高车辆的性能和竞赛成绩；4. 试验验证法：设计静态和动态试验方案，对优化后的车架进行验证，分析试验结果并对车架设计和制造流程进行规范。
（二）技术路线1. 车架结构特点和材料选择分析；2. 车架静力学分析和动力学分析，并确定车架应力和振动情况；3. 优化方案设计，包括拓扑优化、结构优化等方法；4. 实验设计和试验验证，对优化后车架进行静态和动态试验，分析试验结果。
大学生方程式赛车车架结构分析
(下转第149页)0引言中国大学方程式大赛是一项综合性的竞赛,结合了科学与工程知识,实际处理和项目管理。
根据竞赛规则和制造要求,每个参赛团队设计和制造安全可靠的汽车并参加实际比赛。
赛车车架结构设计需要能够容纳电池箱等部件,并且在实际驾驶过程中不发生重大变形和损坏。
框架是汽车装配部件的主要承重部件。
如电池箱、电气控制系统、电动机和减速机,以及转向系统必须与框架连接。
因此,有必要对框架能否承受荷载进行分析。
同时,蓄电池箱、电机和减速器的后部是否有足够的刚度,用于赛车紧急制动和转弯时,框架的结构设计是否足以抵抗框架扭曲时的扭曲[1]。
1车架设计FSEC 方程式赛车车架最初设计都是钢管桁架结构,其成本低,加工难度小被广泛采用,直到哈工大首次提出碳纤维整体框架,这种质量轻、强度高的设计才首次进入赛场。
但其价格昂贵,加工难度大。
相比之下,长春师范大学的FSEC 赛车架仍旧采用的是钢管桁架型。
1.1车架材料选择赛车的基本结构必须由低碳钢制成。
最终选择4130管进行设计。
4130钢管可提供各种钢管直径,具有高屈服强度,确保组件与固定在车架上的部件之间不会产生干扰[2]。
同时提高了赛车的行驶稳定性。
如图1所示。
图1车架三维模型1.2前环及前环斜撑前环必须由圆形钢管制成,外径x 壁厚为25.4mm x 2.4mm ,壁厚至少为2mm 。
允许将前环设计为多段组件。
它必须延伸到框架的最低部分。
垂直方向的倾斜角度不超过20度。
前环必须用正确的三角形结构与主体结构连接在一起。
前环必须由钢管制成,最小外径为25mm ,最小壁厚为1mm 。
前环必须由前环两侧的两个对角延伸的前环支撑[3]。
1.3主环及主环斜撑主环必须是全圆钢管,外径x 壁厚为25.4x 2.4mm 。
前视图查看框架主结构两侧连接处至少380mm 的内部距离。
从汽车侧面看,当主环位于上部侧面碰撞部件连接点下方时,主环可能与汽车成任意角度倾斜。
但是,角度必须保持在10°以内。
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，
大学生方程式赛车车架设计与优化
技术创新31大学生方程式赛车车架设tt与优化◊常熟理工学院汽车工程学院冯弊张萌罗仕豪李彤王巍许晓怡对于大学生方程式赛车而言，赛车最终成绩评定的各项性能要求中，主要涉及重量和结构。
车架重量影响燃油经济性与动力性，结构影响其强度、可靠性及人机工程配合度，因此需要对方程式车架进行设计及优化。
随着有限元分析法的普及和计算机技术的迅猛发展，有限元分析法也广泛应用在赛车车架的设计中。
有限元技术可以贯穿在车架设计中，拓扑优化设计在设计初期阶段采用，优化材料布局，获得合理的结构方案。
这对于提高赛车的动力性、燃油经济性以及赛车的人机工程性都具有重要意义。
1引言Formula SAE比赛于1979^由美国车辆工程师协会(SAE)开创举办，参加比赛的大学生需要在一年内开发一辆排量为610cc以下的休闲赛车，该赛车同时需要满足装配简单紧凑这一要求，并且该赛车能够满足小工厂每天至少可以生产4辆这一条件。
这项比赛的重点是创造一种更具竞争力的车辆，比现有车辆更疑，更强大，更臨Formula SAE制h战本科生和研究生设计和制造微型方程赛车的能力。
它对整车的设计有一个相对较小的限制，以便为汽车的高弹性设计和自我表达提供创造力和想象空间。
比赛前的每辆车通常用于设计，制造，测试和赛车只有8至12个月。
在与来自世界各地的大学团队的交流和谈判中，比赛让每辆赛车和他们的车队都有机会展示他们的创造力和公平性。
2建模设计2.1车架的基本结构主环：它是位于驾驶员旁边或后面的滚动停止结构。
前环：一个滚动挡块位于驾驶员的脚上，靠近手柄。
防滚架：主环和前环防止侧翻。
防滚架斜撑支撑：用于从主环底部和前环支撑件拉出到主环和前环的结构。
侧边防撞区域：从座板表面到驾驶舱内框架的最低点为240mn逢320mm,车辆从前环到主环的侧面区域。
2.2车架类型的选择依据赛事规则要求，并通过査阅相关文献，总结出以下方案以供选择。
(1)单体壳一底盘结构由外部平板负载。
即车架与车身合为一体，车身就属于车架的一部分的结构。
FSAE赛车车架结构优化和轻量化
前隔板 前环斜撑 前环 侧防撞壁
主环 主环斜撑
图 l 第一届 FSAE 赛车车架三维模型 Fig．1 Three－dimensional model of The First FSAE Frame
2 车架有限元模型（包括网格的划分）
为了减少计算量， 需要对车架的网格大小进 行合理控制。 对于受力复杂的下层车架钢管划分 网 格 分 得 细 密 些 ，尺 寸 单 元 约 为 5mm，其 对 于 受 力较少的上层车架单元网格划分得粗些， 其尺寸 单元约为 25～45mm，对于与悬架硬点和发动机固 定点相连接的车架管件网格划分要更细些。
力分析和模态分析，根据仿真分析结果进行结构优化和轻量化设计，最后确定我校第二届 FSAE 赛车车架，实现
车架减轻重量 8．4kg。 因此，结构优化和轻量化对赛车设计制造有重要意义。
［关键词］ 大学生方程式赛车；车架结构优化；有限元；轻量化设计
［中图分类号］ U469．6＋96 ［文献标志码］ A
［文章编号］ 1673-3142(2012)11-0037-05
1 车架三维模型的建立
FSAE赛 车 车 架 的 几 何 模 型 是 依 据 中 国 大 学 生方程式赛车车架的结构要求来建立的车架三维 模 型 ［2］，具 体 的 技 术 要 求 如 下 。 1．1 主环及主环斜撑要求
主环必须由一根未切割的，连续的，截面形状 封闭的钢管构成， 必须从车架一侧的最低处向上 延伸，越过车架，再到达另一侧的车架最低处。 从 侧视图看， 主环和主环斜撑禁止布置在过主环顶 端垂线的同侧。 主环斜撑和主环的连接点应尽量 接近主环顶端， 连接点低于主环顶端的距离不得 超过 160mm（6．3 英寸）。 主环和主环斜撑所成夹 角至少为 30 °。 主环斜撑必须是直的，即没有任何 弯曲。 1．2 前环及前环斜撑要求
FASE方程式赛车车架设计报告
目录引言 (2)1车架外形设计 (2)1．1车架设计和制作的整体思路 (2)1. 1. 1车架设计思路 (2)1. 1. 2车架制造思路 (2)1．2车架整体设计 (2)1．2．1车架形式选择 (2)1.2.2车架材料选择 (3)1．2．3车架用钢管规格选择 (4)1. 3车架各部分设计 (5)1. 3. 1底盘外形设计 (5)1．3．2前隔板设计 (6)1. 3. 3前环设计 (7)1. 3. 4前隔板支架 (9)1. 3. 5前环支架 (10)1. 3. 6主环与肩带安装管 (11)1. 3. 7主环支架 (12)1. 3. 8侧防撞结构设计 (14)1. 3. 9发动机安装区的设计 (15)1．3．10后悬架安装区设计 (16)1．3．11其他斜支撑管 (16)2 车架有限元模型的建立 (17)2.１车架实体模型的建立 (17)2．3载荷的分析与处理 (18)2．4车架工况分析 (18)2．4．1弯曲工况 (18)2．4．2扭转工况 (19)2．4．3前右轮悬空 (19)2．4．4右后轮悬空 (20)2．4．5制动工况 (20)2．4．6转弯工况 (21)2．5车架的模态分析 (22)3 结束语 (3)车架设计引言赛车的车架是支撑赛车其他部件，构成赛车主体的重要部件。
该报告就是叙述车架设计的整个过程的，其主要包含两大部分内容:车架外形设计、车架有限元分析。
车架外形设计从车架的形式选择、材料选择、管件规格选择和各部分详细设计等方面进行了叙述。
车架有限元分析主要运用ANSYS力学分析软件对车架模型进行了计算机模拟分析，主要利用有限元方法通过工程分析软件ANSYS对车架进行静态强度和模态分析，获得车架在不同工况下的变形量和强度载荷及不同阶数的固有频率和振型，检验车架的结构是否合理，并未其改进提供依据。
1车架外形设计1．1车架设计和制作的整体思路1. 1. 1车架设计思路如果把一辆赛车比作一个充满活力的运动员的话，车架就是他的骨骼。
HQF-600型FASE一级方程式赛车车架优化设计
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。
出于此项比赛的宗旨是让学生针对业余高速穿障的车手开发制造一个原型车，该原行车应该具备有可小批量生产的能力，并且原型车的造价要低于25,000 美元。
这项竞赛包含有3个最主要的基本元素，分别是：工程设计、成本控制以及静态评估,单独的动态性能测试,高性能的耐久性测试Formula SAE 赛事的主要参与者通常都是来自高校的学生组成的车队。
现在在美国、欧洲和澳大利亚每年都会举办Formula SAE 比赛。
Formula SAE 向年轻的工程师们提供了一个参与有意义的综合项目的机会。
为了促进民族汽车工业的发展，中国于2010年开始举办此赛事。
本次设计正因此而展开，本次设计主要是从车架的结构入手，为了让车架达到比赛所用赛车的刚度和强度进行设计和分析，本设计对整车做了总体布置，确定重心的位置。
然后将自己设计出的三个不同结构的车架运用Proe进行建模，然后将三个车架导入ansys软件进行静力结构分析与车架侧翻时候的静力分析，通过比较得到优化结果，将优化的车架进行模态分析。
由于车架看是简单实际上是比较复杂的，通过ansys软件的分析不但能满足设计的要求，而且缩短了设计的周期。
通过本次优化设计使中国FSAE赛车车架的设计能更加完美，同时通过比赛可以通过很多数据为民族汽车工业能提供很多重要的数据，进一步使民族汽车的更安全和实用。
关键词：车架；结构；静态分析；模态分析；优化设计ABSTRACTFormula SAE 1980 competition held in the first race in the United States, now is the student members of the Society of Automotive Engineers held an international event, whose purpose and designed using the Zheliang and manufactured race cars. For the purposes of this competition is to allow students to wear barrier for amateur drivers speed development and fabrication of a prototype vehicle, the original driving should have had the capacity to small batch product ion and prototype cars cost less than 25,000 dollars. The main competition includes three basic elements, namely: engineering design, cost control and static evaluation, a separate dynamic performance testing, durability testing high-performance Formula SAE competiti ons are usually the main participants from universities a convoy of students. Now in the United States, Europe and Australia will host an annual Formula SAE competition. In order to promote the national auto industry development, China started in 2010 to organize the event. This design is therefore to start, this design is mainly starting from the structure of the frame in order to allow the frame to match the car's stiffness and strength with the design and analysis, the design of the vehicle made a layout, determine the center of gravity position. And then design their own out of the use of three different frame structures Proe model, then three trailers into ansys structural analysis software for static and time frame roll static analysis, by comparing the optimized results will optimize the modal analysis of the frame. Since the frame is a simple fact to see is more complicated, not only through the analysis ansys software to meet design requirements, and shorten the design cycle. The optimal design by the Chinese FSAE car frame is designed to be more perfect, while a lot of data by race for the nation through the automotive industry can provide many important data, and further make the national car more secure and practical.Key words: Frame;Structure; Static analysis;Modal analysis; optimal Design第1章绪论1.1研究的目的和意义(1)通过此次毕业设计能为FSAE赛车提供出车架的设计方案，能填补学校在这方面的空白之处，也能为学校组建FSEA方程式赛车作出微薄的贡献。
FSAE赛车双横臂悬架优化设计
３运动学仿 真分析
将激振 台架上下激振位移设置为 ４ 使 左右车轮 同步 ０ ｍｍ， 上下跳动 ， 计算悬架主要性能参数 的变化规律。 车轮定位参数随车轮跳动的变化曲线 ， 图 ３ 如 所示 。 外倾角变化范 围为（ １ ３ － ． ）８ ｍ。车轮跳动时外倾 一 ． ～ ０ ６ 。 ０ｍ ９ ２ ／ 角的变化对车辆的稳态响应特性等有很大 的影响 所 以应 尽量 ， 减少车轮相对车身跳 动时的外倾角变化 。 内倾角变化范 围为（ ． ￣ ．７ 。 ０ｉ ３ ４ ４ ） ８ ｌ ３ ８ １ ＇ ｌ ｍ。内倾角影响转 向盘
／ ● ｊ、 ｈｒ● ＿１ ＋１ １、 １ ， “ ｉ ｉ ¨ ● ～ … ¨ ｗ …
中图分类号 ：Ｈ ６ Ｕ ６ ． 文献标识码 ： Ｔ １ ，４ ３ ３ ３ Ａ
１ 『 弓 言
悬架系统是汽车的重要部件 ，双横臂独立悬架是 现代 汽车
定 和 全 有 重 的 响。 性安性着要影
ห้องสมุดไป่ตู้
图 ４轮距 随车轮跳动的变化曲线
由上述分析可知 ， 外倾 角 、 内倾角 、 前束角 ３个参数在悬架
跳动行程范围内变化较大， 需要进行优化。
４多 目标优化设计
多 目标 优化 问题 的求解方法一般有线性加权和法 、 平方和
图 ２双横臂悬架仿真模型
加权法 、 序列最优化法和各种遗传 、 进化算法等『， 于各种求解 １基 Ｏ ｌ
图 ２所示 。
车轮跳动行程／ ｍ ｍ
图 ３车轮定位参数随车轮跳动的变化曲线
轮距随车轮跳动的变化曲线 ， 如图 ４ 所示。轮距 的变化范围
方程式赛车整车结构
方程式赛车整车结构方程式赛车（Formula racing car）是一种高性能赛车，其整车结构是由多个部件组成的复杂系统。
整车结构是指赛车的各个部件之间的组合和连接方式，包括车体、底盘、悬挂系统、动力系统、传动系统、制动系统等。
赛车的车体是整车结构的基础，它是赛车的外壳，起到保护驾驶员和内部部件的作用。
车体通常采用轻量化材料，如碳纤维复合材料，以提高赛车的重量-功率比和刚性。
车体的设计也考虑了空气动力学性能，通过气动外形设计和空气动力学套件的应用，减小空气阻力，增加下压力，提高赛车的稳定性和操控性能。
底盘是赛车的骨架，承载着车身和各个部件的重量。
底盘由钢管焊接而成，具有高强度和刚性，以保证赛车在高速行驶和弯道过程中的稳定性和安全性。
底盘还包括前后悬挂支架、转向机构、油箱等组件，它们的布置和连接方式对车辆的稳定性和操控性能有着重要影响。
悬挂系统是赛车的重要组成部分，它连接车轮和底盘，起到支撑和缓冲的作用。
悬挂系统通常采用独立悬挂结构，包括弹簧、减振器、悬挂臂等部件。
悬挂系统的设计要考虑赛道的特点和赛车的操控需求，通过调整悬挂刚度和减振器的阻尼，实现赛车在不同路面和行驶状态下的稳定性和操控性能。
动力系统是赛车的核心，它提供赛车所需的动力和扭矩。
动力系统通常由内燃机、涡轮增压器、排气系统等部件组成。
内燃机通常采用高转速、高效率的发动机，如V型发动机或涡轮增压发动机，以提供足够的动力和响应速度。
排气系统通过优化排气管道和增压器的布局和设计，提高发动机的排气效率，提升动力输出。
传动系统用于将发动机的动力传递到车轮上，它包括离合器、变速器、传动轴和差速器等部件。
传动系统的设计要考虑赛车的加速性能、换挡速度和操控性能，通过合理的齿轮比和传动比，实现发动机转速和车速的匹配，提高赛车的驱动效率和性能。
制动系统是赛车的关键安全装置，它用于控制赛车的速度和停车。
制动系统通常采用碳陶瓷制动盘和刹车钳，具有较高的耐高温性能和制动效率。