大學(xué)生方程式賽車(FSAE)車架強(qiáng)度設(shè)計(jì).doc

大學(xué)生方程式賽車(FSAE)車架強(qiáng)度設(shè)計(jì)第1頁(yè)共60頁(yè)裝訂線大學(xué)生方程式賽車(FSAE)車架強(qiáng)度設(shè)計(jì)目錄摘要2ABSTRACT3第一章：緒論1.1FSAE賽事簡(jiǎn)介11.2汽車車架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析的研究現(xiàn)狀21.3本文研究的主要內(nèi)容2第二章：現(xiàn)有FSAE賽車車架三維模型建立以及有限元建模2.1大學(xué)生方程式賽車車架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求42.2長(zhǎng)安大學(xué)2011年FSAE賽車基本介紹42.3車架三維有限元模型的建立62.3.1三維建模軟件CATIA簡(jiǎn)介62.3.2CATIA在汽車行業(yè)的應(yīng)用62.3.32011年長(zhǎng)安大學(xué)FSAE賽車模型建立72.4有限元的基本方法和理論132.5有限元軟件中車架結(jié)構(gòu)的單元?jiǎng)澐?52.5.1有限元模型的導(dǎo)入152.5.2有限元模型的材料屬性162.5.3有限元網(wǎng)格劃分設(shè)置以及劃分16第三章：賽車車架有限元分析3.1靜載分析183.1.1車架在靜載下的受力情況183.1.2施加載荷約束183.1.3求解以及計(jì)算結(jié)果193.1.4求解結(jié)果分析213.2扭轉(zhuǎn)分析213.2.1扭轉(zhuǎn)剛度的計(jì)算21大學(xué)生方程式賽車(FSAE)車架強(qiáng)度設(shè)計(jì)第2頁(yè)共60頁(yè)裝訂線3.2.2扭轉(zhuǎn)剛度的模擬驗(yàn)證243.3彎曲分析273.4分析結(jié)果綜述28第四章：車架的改進(jìn)以及有限元分析驗(yàn)證4.1改進(jìn)原則和改進(jìn)方案的確定294.1.1改進(jìn)原則294.1.2改進(jìn)方案294.2有限元分析驗(yàn)證344.2.1改進(jìn)后車架的靜載分析344.2.2改進(jìn)后車架的扭轉(zhuǎn)分析354.2.3改進(jìn)后車架的彎曲剛度分析39第五章：車架的模態(tài)分析5.1模態(tài)分析425.2車架模態(tài)分析概述425.3車架模態(tài)分析425.3.1結(jié)構(gòu)模態(tài)分析理論425.3.2模態(tài)分析43第六章：人機(jī)工程校核6.1概述476.2賽車車架人機(jī)工程學(xué)的要求476.3駕駛姿勢(shì)校核476.4賽車的視野校核486.5賽車的伸手及界面校核49畢業(yè)論文總結(jié)51致謝53參考文獻(xiàn)54大學(xué)生方程式賽車(FSAE)車架強(qiáng)度設(shè)計(jì)第3頁(yè)共60頁(yè)裝訂線摘要大學(xué)生方程式賽車起源于國(guó)外,近幾年才在國(guó)內(nèi)興起并得以迅速發(fā)展,成為各個(gè)高校研發(fā)實(shí)力的側(cè)影,因此得到了各個(gè)高校的重視,賽車車架又是賽車很重要的一部分,它不僅是各部件的安裝載體,更是車手的保護(hù)裝置,因此車架的強(qiáng)度剛度設(shè)計(jì)是汽車總體設(shè)計(jì)中非常重要的一部分,通過(guò)有限元法對(duì)車架進(jìn)行強(qiáng)度優(yōu)化分析具有重要的意義.本文首先利用三維軟件CATIA對(duì)2011年參賽的長(zhǎng)安大學(xué)FSAE賽車車架進(jìn)行建模,然后導(dǎo)入有限元軟件Ansys中,分別進(jìn)行靜載強(qiáng)度,彎曲剛度、扭轉(zhuǎn)剛度分析，得出基本數(shù)值，通過(guò)數(shù)值找出車架設(shè)計(jì)的合理之處以及不合理之處。在此基礎(chǔ)上，再次通過(guò)三維軟件進(jìn)行車架的重新優(yōu)化設(shè)計(jì)，減輕了重量，再導(dǎo)入ansys之中進(jìn)行靜載彎曲扭轉(zhuǎn)分析。結(jié)果表明，改進(jìn)是合適的，合理的。最后，還對(duì)車架進(jìn)行了模態(tài)分析和駕駛員視野校核。通過(guò)對(duì)長(zhǎng)安大學(xué)2011年參賽的賽車車架結(jié)構(gòu)有限元分析，得到了一些有用的理論，為以后的大學(xué)生方程式賽車的改進(jìn)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本文對(duì)賽車車架的基本分析理論適合于其他車架的強(qiáng)度優(yōu)化設(shè)計(jì)。本文最終解釋權(quán)歸作者所有,嚴(yán)禁抄襲。關(guān)鍵字：FSAE，車架，有限元，強(qiáng)度剛度大學(xué)生方程式賽車(FSAE)車架強(qiáng)度設(shè)計(jì)第4頁(yè)共60頁(yè)裝訂線ABSTRACTStudentsFormulaOneracingoriginatedinforeigncountries,onlyinrecentyearstheriseinthecountryandtodeveloprapidlyandbecomethesilhouetteoftheuniversityR&Dcapabilities.sogettheattentionofthevariouscollegesanduniversities。carframeisaveryimportantpartofcar,itisnotonlythevectorcomponentsoftheinstallation,butalsotheprotectiondevicesofrider,thestrengthofframestiffnessdesignisaveryimportantpartofthecar。overalldesignbyfiniteelementmethodtooptimizethestrengthoftheframeanalysisisofgreatsignificance.Firstly,Weuseof3DsoftwareCATIAtomodelingtheracingframewhichcompetitionin2011FSAEofChanganUniversity,andthenimportedintofiniteelementsoftwareAnsys,respectively,todothestaticstrength,bendingstiffness,torsionalstiffnessanalysisobtainedbasicnumericalvaluestofindoutthereasonableandunreasonableofframedesign.Onthisbasis,againre-optimizethedesignoftheframebythethree-dimensionalsoftware,toreducetheweight,andthenimportedtheansystodothestaticstrength,bendingstiffness,torsionalstiffnessanalysis.Theresultsshowthatimprovementsareappropriateandreasonable.Finally,Wedidttheframemodalanalysisanddrivervisioncheck.ThoughttheFiniteelementanalysisofcompetitionracingframestructureofChanganUniversityin2011,wegetsomeusefultheoryandlaidasolidfoundationfortheimprovementoftheFormulaOneracing.Theb