【正文】 I 摘 要 Formula SAE 賽事 1980 年在美國舉辦第一次比賽，現在已經是為汽車工程學會的學生成員舉辦的一項國際賽事，其目的是設計、制造一輛小型的高性能方程式賽車，并使用這輛自行設計和制造的賽車參加比賽。出于此項比賽的宗旨是讓學生針對業(yè)余高速穿障的車手開發(fā)制造一個原型車，該原行車應該具備有可小批量生產的能力，并且原型車的造價要低于 25,000 美元。這項競賽包含有 3個最主要的基本元素，分別是：工程設計、成本控制以及靜態(tài)評估 ,單獨的動態(tài)性能測試 ,高性能的耐久性測試 Formula SAE 賽事的主要 參與者通常都是來自高校的學生組成的車隊。現在在美國、歐洲和澳大利亞每年都會舉辦 Formula SAE 比賽。 Formula SAE 向年輕的工程師們提供了一個參與有意義的綜合項目的機會。 為了促進民族汽車工業(yè)的發(fā)展，中國于 20xx年開始舉辦此賽事。本次設計正因此而展開，本次設計主要是從車架的結構入手，為了讓車架達到比賽所用賽車的剛度和強度進行設計和分析，本設計對整車做了總體布置，確定重心的位置。然后將自己設計出的三個不同結構的車架運用 Proe進行建模，然后將三個車架導入 ansys軟件進行靜力結構分析與車架側翻 時候的靜力分析， 通過比較得到優(yōu)化結果，將優(yōu)化的車架進行模態(tài)分析。由于車架看是簡單實際上是比較復雜的，通過ansys軟件的分析不但能滿足設計的要求，而且縮短了設計的周期。通過本次優(yōu)化設計使中國 FSAE賽車車架的設計能更加完美，同時通過比賽可以通過很多數據為民族汽車工業(yè)能提供很多重要的數據，進一步使民族汽車的更安全和實用。 關鍵詞 ： 車架；結構；靜態(tài)分析；模態(tài)分析；優(yōu)化設計 II ABSTRACT Formula SAE 1980 petition 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 petition 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 petition includes three basic elements, namely: engineering design, cost control and static evaluation, a separate dynamic performance testing, durability testing highperformance Formula SAE petiti 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 petition. In order to promote the national auto industry development, China started in 20xx to anize 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 car39。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 paring the optimized results will optimize the modal analysis of the frame. Since the frame is a simple fact to see is more plicated, 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 1 第 1章 緒 論 全套圖紙，加 153893706 研究的目的和意義 (1)通過此次畢業(yè)設計能為 FSAE賽車提供出車架的設計方案，能填補學校 在這方面的空白之處，也能為學校組建 FSEA方程式賽車作出微薄的貢獻。 （ 2）通過專業(yè)綜合訓練，綜合運用汽車設計課程和其他相關的理論與實際知識，掌握汽車設計的一般規(guī)律，學習正確的設計思想，培養(yǎng)分析和解決實際問題能力。 （ 3）通過汽車設計專業(yè)綜合訓練，使自己掌握運用標準，手冊和查閱相關資料的能力，培養(yǎng)專業(yè)的設計能力。 （ 4）讓自己學會從工程一線的角度出發(fā)，合理選擇各總成的結構類型，制定設計方案，正確的分析，計算，校核，并考慮制造工藝，經濟，使用，維修等問題，培養(yǎng)汽車設計的能力。 （ 5）汽車作為交通工具之一，已經 成為人們生活不可缺失的生活工具，在經濟高速發(fā)展的今天，汽車工業(yè)也得到了很好的發(fā)展。所以生產出結構輕 、性能好、質量高、 2 安全可靠的汽車非常重要的意義。 （ 6）通過此次研究 FSAE方程式賽車車車的研究與設計，能為車的安全性、動力性等有著至關重要的聯(lián)系，在生活中的汽車很多的性能數據都是通過各種各樣的賽車比賽中體現出來的。 （ 7）為汽車事業(yè)培養(yǎng)出有用的人才。 （ 8）由于中國有 20xx年才開始舉辦 FSAE方程式賽車的比賽，加之中國汽車制造業(yè)起步晚于發(fā)達國家，所以此次車架的研究設計對中國大學方程式賽車的設計有著突破性的意 義。 研究的背景 Formula SAE 賽事由美國汽車工程師協(xié)會（ the Society of AutomotiveEngineers 簡稱 SAE）主辦。 SAE 是一個擁有超過 60000 名會員的世界性的工程協(xié)會，致力與海、陸、空各類交通工具的發(fā)展進步。 Formula SAE 是一項面對美國汽車工程師學會學生會員組隊參與的國際賽事，于 1980 年在美國舉辦了第一屆賽事。比賽的目的是設計、制造一輛小型的高性能賽車。目前美國、歐洲和澳大利亞每年都會定期舉辦該項賽事。比賽由三個主要部分組成：工程設計、成 本以及靜態(tài)評比；多項單獨的性能試驗；高性能耐久性測試。 Formula SAE 發(fā)展的初衷是想創(chuàng)立一個小型的道路賽車比賽，而現在已經發(fā)展成為一個擁有大約 20 競賽因素的大型比賽，參與者包括賽車和車 Formula SAE 向年輕的工程師們提供了一個參與有意義的綜合項目的機會。由參與的學生負責管理整個項目，包括時間節(jié)點的安排，做預算以及成本控制、設計、采購設備、材料、部件以及制造和測試。 Formula SAE 為在傳統(tǒng)教室學習中的學生提供了一個現實的工程經歷。 Formula SAE 隊員在這個過程中將會經受考驗， 面對挑戰(zhàn)，培養(yǎng)創(chuàng)造性思維和實踐能力。出于此項比賽的宗旨，參賽學生們是被一個假象的制造公司雇傭，讓他們制造一輛原型車，用于量產前的各項評估。目標市場就是那些會在周末去參加高速穿障比賽（ Autocross）的非專業(yè)車手。因此，這些賽車在加速、制動、和操控性方面要有非常好的表現。它們要造價低廉、便于維修并且足夠可靠。另外，這些賽車的市場競爭力會因為一些附加因素，比如美觀、舒適性和零件的兼容性而得到提升。制造公司日產能力要達到 4 輛，并且原型車的造價要低于 25,000 美元。對于設計團隊來說，挑戰(zhàn)在于要在一定的時間 和一定的資金限制下，設計和制造出最能滿足這些目的的原型車。每一項設計將會與其他的設計一起參與比較和評估從而決出最佳整車。 賽車車架 國內外的現狀 （ 1）國外 當今有三個地區(qū)有 Formula SAE 的學生競賽，即美國、歐 洲 澳洲。 70 年 3 代中期，幾個美國大學開始主辦當地的學生設計競賽賽車。 SAE MiniBaja 的名稱沿襲了著名的墨西哥 Baja 1000 汽車比賽。第一屆 SAE Mini Baja 比賽于 1976 年舉辦，并且迅速成為一個地區(qū)性的年度比賽。比賽由三個評