【正文】 性能好，安全性能高的汽車將會受到更多人的青睞。大學生方程式賽車滿足消費者需求，在消費者的經(jīng)濟能力承受范圍內(nèi)，適應汽車市場的發(fā)展趨勢，一定會在未來汽車市場中占有一席之地。研究采用的技術(shù)流程如圖 所示。 大賽三個理念為： 節(jié)能減排 節(jié)能大賽是一項以注重能源，創(chuàng)造節(jié)約型社會為主體的活動，希望所有參賽者能夠共享這種對地球環(huán)境保護的挑戰(zhàn)精神。在大賽中，選手們最大程度地有效利用能源，開拓思路，為創(chuàng)造全新的節(jié)能低碳生活，爭相展示他們的智慧與信念。節(jié)能競技大賽正是提供給大家一個共同來實現(xiàn)夢想和挑戰(zhàn)的舞臺。在日本，超越職業(yè)、地域、年齡各種限制，每年都有來自學 校、企業(yè)以及來自社會上共約 500 多支代表隊參賽。高強度鋼已成為近年來車身制造的首選材料。一種新的工藝方式則將這種順序顛倒過來，它稱為“拼焊”，就是將不同厚度和不同性能的鋼板剪裁后拼焊起來的一種鋼板，這種拼焊鋼板可以沖壓加工。拼焊鋼板的應用簡化了生產(chǎn)工藝、改善了構(gòu)件性能、減輕了重量。鎂除了重量比鋁輕以外，還具有比強度和比 剛度高、導熱導電性能好、阻尼減震和電磁屏蔽性好、易于加工成形、可以回收等優(yōu)點，是理想的金屬結(jié)構(gòu)材料。由于鎂是地球儲量最豐富的金屬元素，加上它的合金材料優(yōu)點明顯，越來越受到汽車業(yè)的重視。既保持了發(fā)動機壽命長、動力強、聲音輕、省油、環(huán)保等五大特點 。 優(yōu)點分析：與后輪驅(qū)動的乘用車相比較，前輪驅(qū)動乘用車的前橋軸荷大，有明顯的不足轉(zhuǎn)向性能；因為前輪是驅(qū)動輪，所以越過障礙的能力高；主減速器和變速器裝在同一個殼體內(nèi)，動力總成結(jié)構(gòu)緊湊，且不需要在變速器與主減速器之間設置傳動軸，車內(nèi)地板凸包高度降低，有利提高乘坐舒適性；發(fā)動機布置在軸距外時，汽車的軸距可以縮短，因而有利于提高汽車的機動性；汽車的散熱器布置在汽車前部，散熱條件好，發(fā)動機可以得到足夠 的冷卻；行李箱布置在汽車后部，固有足夠大的行李箱空間；容易改裝為客貨兩用車或救護車；供暖機構(gòu)簡單，且因管路短而供暖效率高；發(fā)動機、離合器、變速器與駕駛員位置近，所以操縱機構(gòu)簡單；發(fā)動機橫置時能縮短汽車的總長，加上取消了傳動軸等因素的影響，汽車消耗的材料明顯減少，使整備質(zhì)量減輕；發(fā)動機橫置時，原主減速器的錐齒輪需要用圓柱齒輪取代，這又降低了制造難度，同時在裝配和使用時也不必進行齒輪調(diào)整工作，此時，變速器和主減速器可以使用同一種潤滑油。 難點分析：因車型的布置結(jié)構(gòu)緊湊，選用此種布置發(fā)動機 規(guī)定賽車可裝備如下兩套輪胎： 干胎 —— 在檢查時安裝在賽車上的輪胎定義為干胎。車架設計從車架的結(jié)構(gòu)設計、材料選擇、管件規(guī)格選擇與力學分析方面進行了敘述。汽車車身上 的一些結(jié)構(gòu)措施和設備還有助于安全行車和減輕事故的后果。 汽車車身結(jié)構(gòu)主要包括：車身殼體、車門、車窗、車前鈑金制件、車身內(nèi)外裝飾件和車身附件、座椅以及通調(diào)節(jié)裝置等等。 封閉制鈑制制件形成了容納人、發(fā)動機、車輪等部件的空間。 車身內(nèi)部的通風、暖氣、冷氣以及空氣調(diào)節(jié)裝置是維持車內(nèi)正常環(huán)境、保證駕駛員和乘客安全舒適的重要裝置。調(diào)節(jié)機構(gòu)可使座位前后或上下移動以及調(diào)節(jié)座墊和背的傾斜角度。 針對于大學生節(jié)能車要求在等油耗情況下，不采取 ECU 智能化調(diào)節(jié)的模式，在具備基本汽車特性上的同時減輕汽車自身自重，減輕車架質(zhì)量，通過 UG 三維建模運用 ANSYS 分析優(yōu)化車架設計。通過這樣的結(jié)合，可以使得到的一體式車架具有較小的重量。復合材料與鋼或者鋁相比在同等質(zhì)量下有著更高的強度與剛度，所以此類車架的重量在各類車架中是最輕的。這種車架生產(chǎn)工藝簡單，不需要特殊的加工技術(shù)與專用的設備，只用焊接或者鉚接即可完成車架。該種車架的材料也可用高強度復合材料來代替，但是因為高強度復合材料成本較高，所以桁架式車架多是金屬制的。 圖 車架的三維結(jié)構(gòu)圖 節(jié)能車的各零部件之間的連接關系 節(jié)能車車架是賽車的支撐體，是賽車的基本部分，對賽車起著舉足輕重的作用，因此對賽車車架的制造過程有一定的要求。 （ 2） 節(jié)能車 車架的制造過程必須保證所要求的強度。之間關系如三維圖所示。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 17 圖 前輪轉(zhuǎn)向架 圖 駕駛員坐板 圖 和圖 分別為車架配件轉(zhuǎn)向機構(gòu)的轉(zhuǎn)向桿和駕駛坐板，需要螺栓與車 架定位連接。車架設計從車架的結(jié)構(gòu)設計、材料選擇、管件規(guī)格選擇與力學分析方面進行了敘述。特別是對于精度要求高的部分更要高精度加工，比如懸架安裝處，確保誤差在更小的范圍。故我們選取的車架的焊接方式為氬弧焊，選用鋁條為焊條。 首先，我們應該從設備上來保證焊接加工的精度。所以，經(jīng)過資料查閱與請教師傅，最終確定出如 小節(jié)的焊接順序。當車架內(nèi)應力釋放完畢后，再對車架進行最后的調(diào)整，這樣才能得到符合設計要求的車架。由于該賽車車架前隔板支撐與前懸架安裝管為一體，所以要前懸架安裝管有較高的尺寸精度就需要前隔板，前隔板支撐，與前環(huán)這三者嚴格滿足設計要求。主環(huán)部分基本滿足設計要求即可 (5)焊接側(cè)防撞結(jié)構(gòu)。 (7)焊接主環(huán)支撐。 (9)后懸架安裝系統(tǒng)與車架主體進行對接。 車架的設計部分確定了車架的形式為桁架式車架結(jié)構(gòu)，結(jié)合綜合分析車架受黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 19 力，確定選用 6061T6號鋁合金作為車架的材料，并結(jié)合不同的部分受力情況選定不同的規(guī)格。同時，通過最優(yōu)的結(jié)構(gòu)用最少的材料達到最大的剛度。從設計尺寸比較，原車架為長寬高為： 3000mm 1000mm 650mm，設計車架長寬高為： 2260mm 650mm 520mm。結(jié)果造成結(jié)構(gòu)中局部應力水平較高，其它部分應力水平很低的不均勻現(xiàn)象。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 21 節(jié)能競技賽車是節(jié)能減排在汽車應用技術(shù)領域中的一種極限挑戰(zhàn)，對汽車節(jié)能減排技術(shù)的發(fā)展和應用有一定的指導意義。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 22 第 3 章 節(jié)能車車架建模設計 基于 UG軟件三維建模 通過軟件建模在虛擬平臺建立三維模型，目前有多款軟件可達到制作要求如： Pro E、 CATIA、 CAD、 UG 等多款軟件。 NX 建立在為客戶提供無與倫比的解決方案的成功經(jīng)驗基礎之上，這些解決方案可以全面地改善設計過程的效率，削減成本，并縮短進入市場的時間。 UG 軟件簡介 UG 是美國通用公司的產(chǎn)品開發(fā)旗艦解決方案。 UG 具有在整個產(chǎn)品周期內(nèi)的方便的修改能力，尤其是后期修改性，無論是實體建模還是曲面造型，由于 UG 提供了智能化的樹結(jié)構(gòu)，用戶可方便快捷的對產(chǎn)品進行重復修改，即使是在設計的最后階段需要做重大的修改，或者是對原有方案的更新?lián)Q代，對于 UG來說，都是非常容易的事。 節(jié)能車架三維建模 UG 是當今較為流行的一種模具設計軟件，主要是因為其功能強大 。 （ 2） 塑模部件驗證，設置顏色面。 （ 6） 做箱體包裹整個產(chǎn)品，用 無 縫好的片體分割。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 24 圖 圖組車架環(huán)及支撐梁 圖 圖組為車價低環(huán)及支撐梁在 UG基本建模中，首先確定尺寸繪制二維線框圖，其次軟件對二維線框圖進行拉伸。繪制出三維立體框架。繪制出三維立體框架。 車架裝配 在 UG 軟件中進行配件與主車間之間的裝配有兩種方法。 圖 檢查干涉操作 分析 1 主車架分析 ============================================================ 信息清單創(chuàng)建者 ： qipeng 日期 ： 20xx63 8:39:24 當前工作部件 ： C:\Program Files\UGS\NX \UGII\ 節(jié)點名 ： pc20xx09091503 ============================================================ 測量質(zhì)量屬性 顯示的質(zhì)量屬性值 體積 = mm^3 面積 = mm^2 質(zhì)量 = kg 重量 = N 回轉(zhuǎn)半 徑 = mm 質(zhì)心 = , , 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 30 mm ============================================================ 詳細的質(zhì)量屬性 使用精度計算的分析 信息單位 kg mm 密度 = 體積 = 面積 = 質(zhì)量 = 第一力矩 Mx, My, Mz = , , 質(zhì)心 Xcbar, Ycbar, Zcbar = , , 慣性距 (WCS) Ix, Iy, Iz = , , 慣性矩（質(zhì)心） Ixc, Iyc, Izc = , , 慣性矩（球坐標） I = 慣性積 (WCS) Iyz, Ixz, Ixy = , , 慣性積（質(zhì)心） Iyzc, Ixzc, Ixyc = , , 回轉(zhuǎn)半徑 (WCS) Rx, Ry, Rz = , , 回轉(zhuǎn)半徑（質(zhì)心） Rxc, Ryc, Rzc = , , 回轉(zhuǎn)半徑（球坐標） 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 31 R = 主軸（相對于 WCS 的方向矢量） Xp(X), Xp(Y), Xp(Z) = , , Yp(X), Yp(Y), Yp(Z) = , , Zp(X), Zp(Y), Zp(Z) = , , 主慣性矩 I1, I2, I3 = , , ============================================================ 誤差估計 體積 = 面積 = 質(zhì)量 = 慣性矩 （ 球坐標 ） = 質(zhì)心 = , , 慣性距 (WCS) = , , 慣性積 (WCS) = , , 分析 2 配件分析 ============================================================ 信息清單創(chuàng)建者： qipeng 日期 ： 20xx63 9:38:30 當前工作部件 ： C:\Program Files\UGS\NX \UGII\ 節(jié)點名 ： pc20xx09091503 ============================================================ 對象號的信息 1 C:\Program Files\UGS\NX \UGII\ : 03 六月 20xx 09:38 特征狀態(tài)對于：殼單元 (10) 特征是 “ 活的 ” 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 32 屬主部件 C:\Program Files\UGS\NX \UGII\ 屬主圖層 1 修改的版本 26 29 五月 20xx 13:47 (由用戶 Administrator) 創(chuàng)建的版本 22 26 五月 20xx 11:42 (由用 戶 Administrator) 殼單元 (10) p136=2 2 厚度 特征參數(shù)對于：殼單元 (10)