FASE方程式赛车车身设计说明
空气动力学套件的设计要点
空气动力学套件的设计要点在近几年的FASE的比赛中，空气动力学套件在国内车队中得到越来越多的应用，从我个人的观察来看，14年中国赛使用空气动力学套件的车队至少达到70%以上。
那么，空气动力学套件的设计要考虑那几点呢？我就以我两年在HRT车队做空套的经验，简单地和大家交流一下。
空气动力学套件的设计重点应放在三个方面：升阻比、导流、风压中心。
首先从升阻比来讲吧，我把这一部分分为三个方面来讲，如何选择翼型，如何进行翼型的组合，以及整车下压力及阻力的取舍。
第一点，如何选择翼型。
这对一个刚开始做空套的车队来说花较多的时间选择一个好的翼型是非常有必要的。
那么如何才能算是一个好的翼型呢？第一，好的翼型需要一个较大的升阻比;第二,要保证翼型在大攻角下不失速;第三，翼型要有足够的厚度，以保证可加工性及刚度。
我们车队目前所用的翼型是13年选的，我们使用的翼型是NACA四位数字翼型，我们从3系列到9系列中选出大概10几种翼型，分析他们在不同攻角下的下压力、阻力及升阻比。
但如果只关注这些数据就大错特错了，最重要的是找到从3系列到9系列的这几个数据的变化趋势。
通过变化趋势，分析变化趋势的原因，并进而指导下一组更小范围的对比实验。
总之选翼型是个重复再重复的过程，但选出了一个好的翼型之后，会对以后的设计来了极大的方便，也可以一直沿用下去。
第二点，如何进行翼型的组合。
众所周知，主翼加襟翼的组合式翼型可以保证翼型在大攻角下不失速，极大地提高升力系数。
但是，主翼和襟翼的不同相对位置自然也会有不同的升阻比，所以，主翼与襟翼的相对位置的确定又成为了一个繁琐但不得不进行的工作。
翼型组合的确定的最大问题是要找到变量是什么。
如图所示，我们车队使用的是三片式组合翼型，如果从翼型的侧面看的话，三片翼都有极大的活动空间。
因此，三片翼是位置应该怎么调，调的梯度是什么，这一系列的问题都需要考虑。
影响翼型的升阻比的一个重要因素就是总攻角，但同一总攻角下，不同翼型的组合又会带来不同的升阻比，而调节翼型相对位置的时候又很难保证总攻角不变。
方程式赛车动力系统设计(本科毕业设计)
一、设计步骤设计背景：本文基于扬州大学力行车队的方程式赛车进行研究，阐述 FSAE赛车动力系统匹配现状与发展的相关问题。
通过对方程式赛车的电机参数、传动比、电池组容量进行匹配设计，借以寻找一种有效的动力系统优化思路。
在保证赛车动力系统运行水平的基础上，持续改进系统功能及其运行策略，最终进一步提高FSAE 赛车动力系统的运行能力，使得所设计以及制造的方程式赛车能够满足FSAE赛事比赛的要求。
主要内容如下：（1）参考对比国内高校方程式赛车电动汽车的整车布置方式，设计本文所要求设计的扬州大学电动方程式赛车的布置方式；（2）以本校电动赛车基本参数和设计目标为基础进行动力系统参数设计，对电机、传动装置及能源系统进行结构设计和总体性能计算；（3）使用CATIA软件进行系统建模，对电机、电池、控制器以及驱动桥的位置进行合理布置，做好动力系统的总布置图；（4）按照设计任务书中对赛车的动力性和经济性的要求，对赛车的动力系统进行参数匹配，最终确定整车动力系统组成部分的选型。
在Optimum Lap软件中建立赛道模型，通过软件分析方程式赛车的比赛工况；（5）基于CRUISE软件进行赛车的性能仿真，对影响赛车的经济性与动力性的几个因素进行分析，验证所设计的动力系统各部分参数的准确性；二、设计思路图1-3 整体设计技术路线三、设计内容赛车的设计是从赛车的总布置开始，涉及车架、车身、底盘、传动、转动、可靠性和稳定性测试等多方面内容[13]。
纯电动赛车与传统的燃油赛车相比，由于动力源的差异，所以纯电动赛车没有发动机和油箱，代之以动力电池系统以及电机驱动系统。
FSEC纯电动方程式赛车是本着对传统车辆的加速、制动和操纵性能进行创新设计，赛车的总布置是一个穿插赛车设计始末的过程，总布置的确定对赛车的性能有着重要的影响。
三、系统布置整个赛车的组成结构如图2-2所示，主要有驱动系统、能源系统、车架车身、底盘系统等基本结构要素。
图 2-2 整车部分系统布置四、控制系统由于FSAE赛车实质上就是一辆纯电动汽车，因此赛车的动力系统也与纯电动汽车相似，都是由电机和电机控制器组成。
FSAE赛车踏板总成的优化设计
1引言在汽车理论中，车辆越轻，其整体性能与经济性会越好[1]；但同时不能忽略了部件的强度与人机工程的需要。
在大学生方程式赛车的设计中，每一个部件都应充分考虑强度、人机工程和轻量化。
一套好的踏板总成，可以使得车手在驾驶赛车时更加轻松，可以调节踏板位置的机构，满足了不同身材车手的需求，同时利用软件优化结构，可以让踏板为整车轻量化作出贡献。
2相关背景2.1大赛简介中国大学生方程式汽车大赛（下简称“FSAE”）是中国汽车工程学会及其合作会员单位，在学习和总结美、日、德等国家相关经验的基础上，结合中国国情，精心打造的一项全新赛事。
FSAE活动由各高等院校汽车工程或与汽车相关专业的在校学生组队参加。
FSAE要求各参赛队按照赛事规则和赛车制造标准，自行设计和制造方程式类型的小型单人座休闲赛车，并携该车参加全部或部分赛事环节。
比赛过程中，参赛队不仅要阐述设计理念，还要由评审裁判对该车进行若干项性能测试项目。
在比赛过程中，参赛队员能充分将所学的理论知识运用于实践中。
同时，还学习到组织管理、市场营销、物流运输、赛车运动等多方面知识，培养了良好的人际沟通能力和团队合作精神，成为符合社会需求的全面人才。
2.2设计背景武汉理工大学WUT车队往年的赛车上，并未对踏板进行过优化设计，其中含有很多冗余的结构，增加了整个部件的质量，且关键位置的强度不足，在练车过程中，出现过踏板底板断裂的情况。
同时在历届的赛事中，WUT车队的踏板设计未曾将人机工程考虑在设计过程之中，而在赛事答辩过程中，其中有30分为人机工程分数，人机工程不仅使得车手有更好的驾驶体验，同时有利于车队在静态项目中获得更好的成绩。
规则中的人机工程项目主体分为3个要求，分别为：赛车是否满足不同体型的人？操控及仪表是否满足便捷？能否超越安全性要求？3设计方案与选型3.1主缸布置形式主缸的布置形式有前置式、后置式和立式，前置式有建构简单、拆卸方便的特点，但伸出车头的部分过长，一定程度上影响了赛车的灵活性；后置式主缸外观美观，节约空间，但布置的方式较为复杂，制动力的调节较为复杂；立式主缸有节约空间、安装方便等特点，但主要难度在于踏板杆与主缸体的匹配。
FASE方程式赛车传动设计报告
传动部分1 发动机1.1 发动机的选择：根据大赛规则，驱动赛车的发动机必须采用四冲程、排量610CC一下的活塞式发1.2 发动机的固定采用六点固定，具体固定情况如下图：2 传动系基本参数的确定：2.1变速箱的基本参数：2.2根据功率平衡方程：确定赛车的最高车速。
式中：P e——发动机有效输出功率G——重力η——传动效率Tƒ——滚动阻尼系数ua——最高车速i——坡度CD——风阻系数A——迎风面积δ——旋转质量换算m——质量根据最高车速的定义得：i=0,du/dt=0其中:加装限流阀后P e=51.45KW；G=2940N；ηT=0.85；C D=0.25；A=0.746m2；滚动阻尼系数由经验公式：f=f0+f1v100+f4(v100)4可算出查表后取：f0=0.01；f1=0.00027；f4=0.0012；由此求得：u a=118km/h。
2.3确定传动比根据公式：u a=0.377rni g i o i c式中：u a=118km/h；r=0.2667m；n=9000rpm；i g=1.272；i c=1.822；求得：i o=3.32.4 链条的选择2.5大链轮的计算因为小链轮齿数Z1=15且ic=Z2Z1所以:大链轮齿数：Z2=49分度圆直径：d=psin(180°/z)=12.7sin180°49⁄=198.22mm齿顶圆直径：d a=p(0.54+cot180°z) =204.67mm 齿根圆直径：d f=d−d1=190.30mm2.6 链速的确定由公式v=znp 60×1000得 v=14.37m/s2.7链轮中心距的确定根据所建传动部分的模型有，中心距a0=236；所以链条节数：＝70.74圆整后取Lp＝72然后由下式可求得实际中心距为：＝244.34mm3差速器部分：3.1差速器的选择由于普通差速器的转矩是按1:1在左右半轴间分配的，所以普通差速器有一种弊端，那就是由于一侧车轮悬空而导致空转，一旦发生类似的情况，差速器将动力源源不断的传给没有阻力的空转车轮，车辆不但不能向前运动，大量的动力也会流失。
南通理工学院FSEC 方程式赛车动力参数设计
145南通理工学院FSEC 方程式赛车动力参数设计牛华 黄爱维（南通理工学院，江苏 南通 226002）摘 要：本文通过分析、比较电动汽车各种布置形式、电机类型及电池类型的优缺点，提出了南通理工学院FSEC 实验赛车的动力性的性能指标及相关参数。
根据性能指标及相关参数对赛车动力系统中的电机及动力电池参数进行了设计。
关键词：FSEC；电动汽车；参数设计中图分类号： U469.696;U469.72 文献标识码：A 文章编号：1003-5168(2015)-12-0145-21 赛事介绍FSAE(电车组比赛为FSEC)赛事是一项面向大学生的综合性工程教育赛事，自1978年开办以来，距今已有30多年时间，赛事遍及全世界15个国家。
该赛事需要各高校的参赛队在8至12个月时间设计、建造、测试和准备赛车，并且该赛车要在加速、操控、制动和安全性达到赛事要求。
迄今为止，中国FSAE 赛事已成功举办六届，并在2013年首次引入了纯电动方程式汽车大赛（FSEC）。
2 纯电动汽车的特点2.1 纯电动汽车与传统汽车相比，基本可以达到零排放，同时，噪音污染也大大降低。
2.2 能源利用率较高,其能量转化效率可达到传统汽车的两倍以上。
2.3 纯电动汽车在结构布置上更加灵活。
3 电机类型的选择3.1 驱动系统布置形式。
电动汽车目前常见的驱动系统布置形式主要有以下几种：3.1.1 单电动机通过减速器和差速器与车轮相连，要求电机有较大的转速、扭矩调节范围。
3.1.2 电机安装在输出轴上直接与车轮连接，没有变速器与差速器，完全由电机及其控制器实现变速和差速。
这种形式要求电机能够实现较大的转速和扭矩调节范围，并且还具有较快响应速度与较高的控制精度。
3.1.3 轮毂电机布置形式。
将电机安装在车轮里，实现多轮驱动。
这样的布置形式有更加灵活的车身设计，可较容易实现更大的车轮转向角度，为停车提供更多便利。
轮毂电机一般有内传子和外转子两种形式。
车辆工程毕业设计(论文)-hqf-600型fase一级方程式赛车车架优化设计【全套图纸】[管理资料]
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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章绪论全套图纸，加153893706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。
毕业设计FASE大学生方程式制动系统说明书
1、它必须有两套独立的液压回路，以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液罐（可用独立储液罐或用原厂的储液罐）。
2、单个刹车作用时，有限的滑移差是可以接受的。
3、刹车系统必须在以下的测试中，能够抱死所有四个轮。
4、禁止使用线控制动。
5、禁止使用没有保护的塑料制动管路。
1.
汽车是现代交通工具中用得最多、最普遍、也是运用得最方便的交通工具。汽车制动系统是汽车底盘上的一个重要系统，它是制约汽车运动的装置，而制动器又是制动系统中直接作用制约汽车运动的一个关键装置，是汽车上最重要的安全部件。汽车的制动性能直接影响汽车的行驶安全性。随着经济的迅速发展和车流密度的日益增大，人们对汽车的安全性、可靠性的要求越来越高，而制动系系统优劣很大程度上决定了车辆行驶的安全性，因此为汽车配备一套十分可靠的制动系统保证人们的安全是每个车辆设计者宗旨。本次毕业设计题目为大学生方程式赛车制动系统设计，以设计出满足组委会要求并且利于提升赛车性能为目的。
1.3
赛车制动时，由于车辆受到与行驶方向相反的外力，所以才导致汽车的速度逐步减小到0，对这一过程中车辆受力情况的分析有助于制动系统的分析和设计，因此制动过程受力情况分析是车辆试验和设计的基础，由于这一过程较为复杂，因此一般在实际中只能建立简化模型分析通过ansys等有限元软件来模拟实际受力情况。
通常对车辆制动系统进行分析和评价的指标为：1）制动效能：即制动距离与制动减速度；2）制动效能的恒定性：即热衰退性；3）制动时汽车方向的稳定性。由于，制动的实际情况收很多因素的影响，虽然国内车队在设计时都进行了大量的理论就算和模型分析，但由于国内FSAE起步晚，而国外专业生产启动部件技术相对成熟，虽然是学生赛车，但其速度也具有一定的危险性，因此出于安全及性能考虑，国内车队大多向国外购买制动部件，主要向Wilwood，APracing两家制动车厂商购买，这两家厂商的制动器，在各方面性能都很不错，其热衰退性更是表现突出。
FSAE方程式赛车车架设计-开题报告
（2）通过此次研究FSAE方程式赛车车车的研究与设计，能为车的安全性、动力性等有着至关重要 的联系，在生活中的汽车很多的性能数据都是通过各种各样的赛车比赛中体现出来的。
（3）为汽车事业培养出有用的人才。 （4）由于中国有2010年才开始举办FSAE方程式赛车的比赛，加之中国汽车制造业起步晚于发达国 家，所以此次车架的研究设计对中国大学方程式赛车的设计有着突破性的意义。
二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题
研究的基本内容： （1）研究应用有限元、静态分析以及所有软件基础。 （2）车架设计方法以及设计步骤的研究。 （3）以收集的资料车架为参考设计车架并对其进行 PROE 建模，将建成的 PROE 车架模型导入到 ANSYS 中准备进行有限元分析。 （4）分析研究建立有限元模型要考虑的问题，比如结构的简化，单元的选取，单元数量的控制，单 元质量的检查，网格的布局以及连接方式的模拟。 （5）研究影响有限元分析结果的因素，比如单元厚度，单元大小，加强筋以及部件连接的模拟方法。 （6）对车架有限元模型进行刚度强度分析、模态分析；找出车架结构中需要改进的部位，并依据分 析结果提车改进方案。 对研究的车架进行性能评价。建立优化分析模型进行优化设计提出科学的改进方案 拟解决的主要问题： 1.设计车架的选择方法 2.车架载荷及其约束的处理 3.静态工况下弯曲工况的分析处理 4.计算结果的处理 5.有限元模型的创建方法 6.对模型进行加载及求解的方法 7.对分析出的图形、数据的处理以及如何对车架进行优化
FSAE大学生方程式赛车(电动版)设计说明书
以大学生方程式赛事为背景，参考广西工学院鹿山学院大学生方程式赛车作为基础，应用汽车理论和汽车设计等相关知识结合比赛规则，对赛车的基本尺寸、质量参数和赛车的性能参数进行选择，对赛车各总成进行选型和总布置，进行赛车蓄能系统、再生制动系统以及行驶系统、传动系统进行设计。
根据同组同学确定的驱动系统，结合比赛需求计算出电池、电容容量和要求，选择电池、电容型号和组合形式，确定出外形尺寸和质量和安装位置。
再为蓄能装置匹配出合适的充电系统。
设计节能环保的再生制动系统,然后按照鹿山二号对纯电动方程式赛车的行驶系统、传动系统进行改动,最后再结合同组同学的参数，确定整车的设计参数。
随着全球能源、环境问题的日益严峻，节能环保的纯电动车辆将会成为下一个时代的主流。
关键词：大学生方程式赛车；总布置；磷酸铁锂电池；超级电容Students Formula One racing events as the background, refer to the Guangxi Institute of Technology the Kayama College Students Formula One racing as a basis for the automotive design and automotive theory and other related information as well as the FSAE competition rules，application of automotive theory and knowledge of automotive design , combined with the rules of the game , the basic dimensions of the car , quality parameters and performance parameters of the car selection , selection and general arrangement of the assembly of the car , the car energy storage system , regenerative braking system and driving system, transmission system design.According to the same group of students to determine the drive system , combined with the game needs to calculate the battery, capacitor , capacity and requirements , select the battery, capacitor model and the combination to determine the shape size and quality , and installation location . Match the charging system for the energy storage device . The regenerative braking system of the design of energy saving and environmental protection , and then follow the Lushan II Formula One racing for pure electric driving system , the transmission system to make changes , and finally combined with the parameters of the same group of students to determine the design parameters of the vehicle .Keywords:college students and Formula One racing ; general arrangement ; lithium iron phosphate batteries ; super capacitor目录1 绪论 (4)1.1 大学生方程式赛事介绍 (4)1.2 大学生方程式的历史 (4)1.3 赛事意义 (5)1.4 国内外发展现状 (5)2 纯电动方程式赛车总布置设计 (6)2.1 赛车主要参数的选取 (6)2.1.1 纯电动方程式赛车机械部分参数的选取 (6)2.1.2 赛车性能参数的选取 (7)2.1.3 悬架主要参数（学院车队提供） (8)2.2 赛车驱动电机的选取 (8)2.2.1 电机类型的选择 (8)2.2.2 电机功率的选择 (9)2.3 赛车各总成选型原则和总布置 (10)2.3.1 悬架、轮胎的选择 (10)2.3.2 制动系统 (10)2.3.3 车架 (11)2.4 人机工程 (11)2.4.1 人体尺寸 (11)2.5 赛车的轴荷分配 (12)2.5.1 学院鹿山2号的轴荷分配 (12)2.5.2 纯电动方程式赛车相对后轴增加的质量分布的计算 (13)2.5.3 纯电动方程式赛车轴荷的分配 (13)3 储能装置的选择 (14)3.1 蓄能装置的容量计算 (14)3.1.1 赛车的续驶里程 (14)3.1.2 蓄能器容量的计算 (14)3.2 蓄能装置类型的选择 (14)3.2.1 高比能量蓄能装置 (14)3.2.2 高比功率储能设备的选择 (17)3.2.3 高比功率装置的计算 (17)3.2.4 超级电容的计算 (22)4 充电器的设计 (24)4．1 锂离子电池充电方法 (24)4.1.1 常用的充电方法[10] (24)4.1.2 赛车充电放式的选取 (25)4．2 赛车的充电要求 (25)4.2.1 赛车的充电要求 (25)4.2.2 充电器方框图 (26)4.2.3 充电器的分析 (27)5 再生制动 (29)5.1 赛车制动力矩的计算 (29)5.1.1 赛车制动力的要求 (29)5.1.2 赛车制动力的计算 (29)5.2 制动距离和制动减速度 (30)5.2.1 制动减速度计算 (30)5.2.2 制动距离计算 (31)5.3 制动效能的恒定性 (31)5.4 制动的稳定性 (31)5.5 前、后制动器制动力的比例关系 (31)5.5.1 求出I曲线 (31)5.5.2 具有固定比值的前、后制动器制动力分析 (32)5.6 赛车要求的最大制动力 (33)5.6.1 赛车最高车速下所具有的能量 (33)5.6.2 塞车的制动力要求 (34)5.6.3 赛车制动器制动力的选取 (34)5.6.4 赛车再生制动路线分析 (36)6 机械传动系统与行驶系 (37)6.1 机械传动系统 (38)6.2 行驶系 (38)6.2.1 车架 (38)6.2.2 车桥和车轮 (38)6.2.3 悬架 (39)致谢 (42)参考文献 (43)1 绪论1.1 大学生方程式赛事介绍全球可利用能源逐渐减少、环境恶化的形式越来越严峻，人类需要一个更安全、低碳的能源体系及环境。
大学生F1方程式赛车整车设计毕业论文
大学生F1方程式赛车整车设计毕业论文大学生F1方程式赛车整车设计摘要本文基于汽车理论课程实践所做的BAJA赛车模型，并结合FSAE 赛车比赛规则和赛道的布置特点，进行拓展设计一款大学生F1方程式赛车。
从赛车底盘角度出发，本文侧重于汽车车架的设计，因为车架是整车的重要组成部分，它不仅承受着来自路面的各种复杂载荷，同时也是其他总成的安装载体。
通过有限元法对车架结构进行分析，对提高整车的各种性能有重要的意义。
本文根据《中国FSC大赛规则（2012）》要求，首先利用UG6.0软件对赛车车架进行结构设计，建立起多个车架的三维模型，然后将设计出来的多个车架以及BAJA模型的车架导入到有限元软件中，对车架进行静力学分析，通过对比静力和应力分布图分析选出更优秀的车架。
同时对Formula SAE赛车的发动机系统、车轮系统、传动系统、悬架系统、转向系统、制动系统等进行选型和整体布置，然后根据所选的总成参数对整车动力性能进行匹配以及整车动力性能进行分析，从而设计出一款符合大赛要求同时性能优异的赛车。
关键词：UG，大学生F1方程式赛车，车架，有限元分析，动力匹配Formule SAE Collegiate Design of The Racing CarABSTRACTThe article is Based on the BAJA racing car model which is made at the Practice of Automobile Theory Course , and at the same time with combinations of the FSAE car racing game rules and the circuit layout characteristics, to expand the design of a formula sae race car. Start from the chassis of the car , this article focuses on the design of automobile frame, because the frame is an important part of vehicle, it not only suffered from a variety of complex surface load, at the same time it is the carrier to installthe other assembly. Through the finite element method analysis of frame structure, has important significances to improve the vehicle performance. According to《FSC contest rules (2012) of the People's Republic of China》requires, first of all, using the software of UG6.0 to carrry out on the car frame structure design, setting up multiple 3 d model of the frame, and then imported multiple frame and BAJA model frame into the finite element software, using the statics to analysis the frame, by comparing the static and stress distribution analysis to select the better frame. To select the type of Formula SAE racing car engine system, the wheel system,the transmission system, the suspension system, the steering system and the brake system and layout of the whole, and then according to the parameters of the selected to match the vehicle dynamic performance and analyzed the vehicle dynamic performance , Thus design a car to match requirements of the competition and also have performances.KEY WORDS:UG, the formula 1 racing car of College students, frame ,finite element analysis , dynamic matching.目录第一章绪论1.1、 Formule SAE概述1.1.1、背景1.1.2、发展及现状1.2、任务及目标第二章赛车总体参数与主要总成的选择2.1、概述2.1.1、总体设计因满足的要求2.1.2、总体设计的目的2.2、汽车形式的选择2.2.1、轴数2.2.2、驱动形式2.2.3、布置形式2.3、汽车主要参数的选择2.3.1、汽车主要尺寸的确定2.3.2、汽车质量参数的确定2.3.3、汽车动力性参数的确定2.4、发动机的选择2.4.1、发动机限制2.4.2、发动机主要性能指标的选择2.4.3、进气系统2.4.4、排气系统2.5、传动系统2.5.1、变速箱性能参数的确定2.5.2、主减速器及差速器的确定2.6、轮胎和轮辋的选择2.7、悬架系统的选择2.7.1、比赛要求2.7.2、悬架的作用2.7.3、悬架的分类2.7.4、悬架的选择2.7.5、方程式赛车悬架的特殊性2.8、制动系统的选择2.8.1、制动系统要求2.8.2、制动器的分类2.8.3、制动器的选择2.9、转向系统的选择2.9.1、转向的要求2.9.2、转向系的确定2.10、车架形式的选择2.10.1、车架的定义2.10.2、车架的设计2.10.3、车架的分类第三章赛车整车的总体设计3.1、车架的设计3.1.1、车架的设计流程3.1.2、车架设计要求3.1.3、名词解释3.1.4、车架设计过程3.1.4.1、前环以及前斜撑设计3.1.4.2、主环设计3.1.4.3、支撑要求3.1.5、车架材料的选择3.1.6、车架焊接方式的选择3.2、其他部件的三维建模3.2.1、发动机总成以及变速箱三维建模3.2.2、制动总泵以及各个踏板的三维建模3.2.3、悬架系统建模3.2.4、制动系统的三维建模3.2.5、车轮三维建模3.2.6、后驱动桥三维建模3.2.7、转向系统的设计3.2.8、油箱三维模型的建立3.2.9、车身的设计3.2.10、座椅的设计3.2.11、赛车的总装第四章整车设计中的关键问题4.1、车架强度校核4.1.1、有限元软件介绍4.1.2、有限元模型的建立4.1.3、模型的简化及建立4.1.4、网格划分4.1.5、车架静力学分析4.1.5.1、车架静态载荷分析4.1.5.2、工况分析及边界条件处理4.1.5.3、弯曲工况分析4.1.5.4、制动工况的分析4.1.6、车架刚度分析4.1.6.1、车架扭转刚度分析4.1.6.2、车架弯曲刚度分析4.1.7、车架模型（二）的有限元模型分析4.2、动力系统计算匹配及评价4.2.1、概述4.2.2、动力性能计算4.2.2.1、动力性相关公式4.2.2.2、计算过程及结果4.2.2.3、本节结论第五章结论参考文献致谢绪论1.1、Formule SAE概述1.1.1、背景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。
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FSAE车身设计说明
一：引用大赛设计宗旨
1.1 中国大学生方程式汽车大赛宗旨
中国大学生方程式汽车大赛旨在由各大学车队的本科生和研究生构想、设计、制造一辆小型方程式赛车并参加比赛。
1.1.1 为了给予参赛车队最大的设计灵活性和自由度来表达他们的创造力和想象力，赛事对于赛车的整
体设计只有很少的限制。
参赛队所面临的挑战在于要制作出一辆能够顺利完成规则中所提及的所
有项目的赛车。
比赛本身给了参赛车队一个同来各地大学的车队同场竞技的机会，以展示和证明
他们的创造力和工程技术水平。
1.2 赛车设计宗旨
为了达到赛事宗旨，假定参赛车队是为一家设计公司设计、制造、测试并展示一辆目标市场为业余周末休闲赛车的原型车。
1.2.1 赛车必须在加速、制动和操控性方面具有非常优异的表现，同时又必须具有足够的耐久性以能够
顺利完成规则中提及的及比赛现场进行的所有项目。
1.2.2 赛车必须适合第5 百分位的女性和第95 百分位的男性1车手驾驶，同时要满足中国大学生方程
式汽车大赛规则中的要求。
1.2.3 其它附加的设计因素也需要予以考虑：美学、成本、人体工程学、可维护性、工艺性和可靠性。
1.2.4 对于车队来说，其挑战在于开发一辆能最大程度满足中国FSC 赛车的设计目标且具有市场前景
的样品车。
1.2.5 每辆赛车的设计都将与其它的赛车进行对比评价，以评定出最优秀的设计。
1.3 良好的工程实践
参赛车辆应按照良好的工程实践惯例进行设计和制造。
通过宗旨我们可以了解到关于车身设计的一些方向和指导。
结合现有的车身设计大致可分为两种赛车结构：1承载式赛车，2非承载式赛车。
首先承载式车身是依托于车架而设计的，所以设计的时候要充分考虑到车身的安装于固定。
其次非承载式赛车是用车身来代替车架，使用碳纤维复合材料制作而成，从而减轻重量，但其制作成本和设计要求较高。
作为第二年参加比赛的车队，我个人认为我们车队在将来的比赛中应该尝试使用碳纤维单体壳这种结构，因为这样可以锻炼我们自身的设计能力，同时又可以与国际车队拉近距离，但是发展是要一步步来的，所以过度阶段是必不可少的。
因此结合实际情况出发，承载式赛车应该最适合我们。
二．2012宁远赛车车身设计
从去年期末开始就着手做新赛车的车身设计了，当时设计的目的是解决上一赛季车身设计制作后出现的问题。
主要问题如下：1车身固定、2车身尺寸的精确性、3车身材料减重。
从开始设计的直到今天定稿，车身设计也经历了很多次的修改，最终完成的效果图如下：
注：此图制作时间2012年4月26日，因此仅代表当时
最终定稿方案是根据车架尺寸所设计的，所以相比去年车身体积略有缩小，同时今年车身将一次性永久固定到车架之上，这样减少了车身需要经常装卸的麻烦，同时在特定位置会有开口窗便于对赛车的调节和检测，车身整体材料选用3K200G双向斜纹碳纤维布制作，计划厚度2~3mm(3层碳纤维)，车身主体与车架通过碳纤维加树脂固定（永久固定），前鼻锥、左右两侧扰流翼及前后定风翼通过螺栓固定在车身上（车身在制作过程中预埋金属固定支撑）。
车身制作难点分析：通过上一赛季的亲身经历，发现制作车身的难度主要在于模具的制作，模具做的精细，最终车身做的就精细，模具没有加工好，到后期车身翻模出来了就要花费更多的时间修理表面的逛哈度上，所以模具尤为重要。
对于模具的加工途径主要有一下几种：1学生自行制作、2请师父指导加工、3外包加工。
同时加工的方法主要分：1手工加工、2数控加工。
去年我们使用的方法请师父指导的手工加工方法，通过去年的制作我们发现，手工加工的弊端在于模具的精确性不高，对称性不能保证，同时自行加工对工作人员的身体伤害还是比较大的。
结合去年的设计我考虑今年我们应该使用数控加工，因为数控加工是适应社会发展趋势的，并且可以从中学到很多知识，对于自身的提高还是很有帮助的。
附：车身固定示意图（永久固定）。