【正文】 （ 2）車(chē)架發(fā)動(dòng)機(jī)艙與座位底艙平行，前環(huán)與座位底艙成一定角度，是人的重心 和發(fā)動(dòng)機(jī)重心降低。 方案二（如圖 ） 圖 車(chē)架方案二圖 特點(diǎn)： （ 1）車(chē)架長(zhǎng)寬高 2410mmx650mmx1050mm （ 2）車(chē)架底座與發(fā)動(dòng)機(jī)艙和前環(huán)成一定的角度，使整車(chē)的重心下降。 通過(guò)設(shè)計(jì)本次共設(shè)計(jì)出三種不同結(jié)構(gòu)的車(chē)架。 車(chē)架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 車(chē)架 作為自制部件中最重的部分 ， 首先需要考慮的是車(chē)內(nèi)物體的安放空間。 發(fā)動(dòng)機(jī)的外觀(guān)尺寸參考 CF188發(fā)動(dòng)機(jī)的外形安裝尺寸它對(duì)車(chē)架發(fā)動(dòng)機(jī)的固定空間設(shè)計(jì)非常重要 （如圖 ） 圖 發(fā)動(dòng)機(jī)外形尺寸 圖 FSAE賽車(chē)總體布置 賽車(chē)的總體布置是根據(jù)以上參考進(jìn)行的 ，最后對(duì)車(chē)架進(jìn)行了總體的布置（如圖） 圖 賽車(chē)總體布置圖 總體布置是由發(fā)動(dòng)機(jī)前置前驅(qū)與發(fā)動(dòng)機(jī)后置后驅(qū)所選擇，最終選用發(fā)動(dòng)機(jī)后置后 13 驅(qū)的原因有以下幾點(diǎn)： （ 1） 如果選用發(fā)動(dòng)機(jī)前置前驅(qū)使其結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，總體布置工作較為困難，維修與保養(yǎng)時(shí)的接近性變差。 優(yōu)點(diǎn)：加工制造方便，造價(jià)低廉，具有較好的容錯(cuò)性，強(qiáng)度較高。在目前 FSAE賽車(chē)中使用的是由金屬管件構(gòu)成的空間剛架結(jié)構(gòu)，用以承受全車(chē)載荷，并且是所有部件的安裝基礎(chǔ)。制造它所需要的工具僅僅是鋸子、量具和焊槍。 9 （ a） 采用周邊式車(chē)架時(shí)； （ b） 采用 X 形車(chē)架時(shí)； （ c） 采用梯形車(chē)架時(shí) ； ； ； 圖 采用不同車(chē)架時(shí)的車(chē)身底板 圖 載貨汽車(chē)的梯形車(chē)架 圖 具有脊梁式車(chē)架的汽車(chē)底盤(pán) 10 圖 綜合式車(chē)架 賽車(chē)車(chē)架的介紹 賽車(chē)一般分為兩 類(lèi)： 單體式（ monocoque） 車(chē)架是由復(fù)合材料一體成形的殼體，質(zhì)輕而堅(jiān)硬，尺寸也非常精確， F1采用的就是這種結(jié)構(gòu)。但車(chē)架的制造工藝復(fù)雜，維修不便，僅用于某些平順性、通過(guò)性要求較高的汽車(chē)上。 脊梁式車(chē)架 如圖 所示脊梁式車(chē)技由一根位于汽車(chē)左右對(duì)稱(chēng)中心的大斷面管形梁和某些懸伸托架構(gòu)成，猶如一根脊梁。車(chē)架寬度的標(biāo)準(zhǔn)化有利于產(chǎn)品的三化，例如可使車(chē)架橫梁、前后橋及駕駛室、貨箱等進(jìn)行互換。 載貨汽車(chē)的梯形車(chē)架如圖 所示，由兩根相互平行且開(kāi)口朝內(nèi)、沖壓制成的槽型縱梁及一些沖壓制成的開(kāi)口槽型橫梁組合而成。用于轎車(chē)的梯形車(chē)架，見(jiàn)圖 （ c），為了降低地板高度，可局部減小縱 梁及橫梁的斷面高度并相應(yīng)地加大其寬度，但這使縱梁的制造工藝復(fù)雜化且其車(chē)身地板仍比采用其他車(chē)架時(shí)為高，當(dāng)然地板上的傳動(dòng)軸通道鼓包也就不大了，見(jiàn)圖 （ c）。 8 梯形車(chē)架 梯形車(chē)架又稱(chēng)邊梁式車(chē)架，是由兩根相互平行的縱梁和若干根橫梁組成。中部管梁的扭轉(zhuǎn)剛度大。 X 形車(chē)架 如圖 （ b）所示，這種車(chē)架為一些轎車(chē)所采用。其結(jié)構(gòu)形狀容許緩沖臂有一定的彈性變形，可吸收來(lái)自不平路面的沖擊和降低車(chē)內(nèi)噪聲。中部寬度取決于車(chē)身門(mén)檻梁的內(nèi)壁寬；前端寬度取決于前輪距及前 輪最大轉(zhuǎn)角；后端寬度則有后輪距確定。貨車(chē)車(chē)架質(zhì)量一般約為整車(chē)整備質(zhì)量的 1/10。但車(chē)架扭轉(zhuǎn)剛度又不宜過(guò)大，否則 將使車(chē)架和懸架系統(tǒng)的載荷增大并使汽車(chē)輪對(duì) FSAE車(chē)架進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì) 車(chē)架定型 總圖設(shè)計(jì)出圖 完成設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) Y 6 胎的接地性變差，使通過(guò)性變壞。 技術(shù)路線(xiàn)： 調(diào)研并收集 FSAE 賽車(chē)車(chē)架資料 對(duì)賽車(chē)車(chē)架進(jìn)行總體布置 運(yùn)用 Pro/e 建立初步的模型 有限元模型的建立 對(duì)車(chē)架進(jìn)行有限元分析 N 5 第 2 章 FSAE 賽車(chē)車(chē)架的設(shè)計(jì) 車(chē)架的概述 車(chē)架作為汽車(chē)的承載基體，為貨車(chē)、中型及以 下的客車(chē)、中高級(jí)和高級(jí)轎車(chē)所采用，支承著發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器、變速器、轉(zhuǎn)向器、非承載式車(chē)身和貨箱等所用簧上質(zhì)量的有關(guān)機(jī)件，承受著傳給它的各種力和力矩。 （ 3） 以收集的資料車(chē)架為參考設(shè)計(jì) 出三種不同結(jié)構(gòu)的車(chē)架 。 20xx年中國(guó)也舉辦了第一屆 FSAE賽車(chē)比賽，各個(gè)高校雖然在國(guó)內(nèi)都取得一定的成績(jī)，但是賽車(chē)的性能相對(duì)國(guó)外的比較還差得很遠(yuǎn)。 （ 2） 國(guó)內(nèi) 上海交通大學(xué)機(jī)械與 動(dòng)力工程學(xué)院于 20xx 年率先開(kāi)始致力于 Formula SAE 方程式賽車(chē)的開(kāi)發(fā)研制。在 SAE Mini Baja 的成功獲得各界認(rèn)同的同時(shí)， SAE 聯(lián)合美國(guó)三大汽車(chē)公司開(kāi)始推廣一項(xiàng)技術(shù)水平更高的工程類(lèi)學(xué)生競(jìng)賽，這就是 Formula SAE。第一屆 SAE Mini Baja 比賽于 1976 年舉辦，并且迅速成為一個(gè)地區(qū)性的年度比賽。每一項(xiàng)設(shè)計(jì)將會(huì)與其他的設(shè)計(jì)一起參與比較和評(píng)估從而決出最佳整車(chē)。它們要造價(jià)低廉、便于維修并且足夠可靠。 Formula SAE 隊(duì)員在這個(gè)過(guò)程中將會(huì)經(jīng)受考驗(yàn)， 面對(duì)挑戰(zhàn)，培養(yǎng)創(chuàng)造性思維和實(shí)踐能力。比賽由三個(gè)主要部分組成：工程設(shè)計(jì)、成 本以及靜態(tài)評(píng)比；多項(xiàng)單獨(dú)的性能試驗(yàn)；高性能耐久性測(cè)試。 SAE 是一個(gè)擁有超過(guò) 60000 名會(huì)員的世界性的工程協(xié)會(huì)，致力與海、陸、空各類(lèi)交通工具的發(fā)展進(jìn)步。 （ 6）通過(guò)此次研究 FSAE方程式賽車(chē)車(chē)車(chē)的研究與設(shè)計(jì)，能為車(chē)的安全性、動(dòng)力性等有著至關(guān)重要的聯(lián)系，在生活中的汽車(chē)很多的性能數(shù)據(jù)都是通過(guò)各種各樣的賽車(chē)比賽中體現(xiàn)出來(lái)的。 （ 3）通過(guò)汽車(chē)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)綜合訓(xùn)練，使自己掌握運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)，手冊(cè)和查閱相關(guān)資料的能力，培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)能力。 Static analysis。通過(guò)本次優(yōu)化設(shè)計(jì)使中國(guó) FSAE賽車(chē)車(chē)架的設(shè)計(jì)能更加完美，同時(shí)通過(guò)比賽可以通過(guò)很多數(shù)據(jù)為民族汽車(chē)工業(yè)能提供很多重要的數(shù)據(jù)，進(jìn)一步使民族汽車(chē)的更安全和實(shí)用。 為了促進(jìn)民族汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展，中國(guó)于 20xx年開(kāi)始舉辦此賽事。出于此項(xiàng)比賽的宗旨是讓學(xué)生針對(duì)業(yè)余高速穿障的車(chē)手開(kāi)發(fā)制造一個(gè)原型車(chē)，該原行車(chē)應(yīng)該具備有可小批量生產(chǎn)的能力，并且原型車(chē)的造價(jià)要低于 25,000 美元。這項(xiàng)競(jìng)賽包含有 3個(gè)最主要的基本元素，分別是：工程設(shè)計(jì)、成本控制以及靜態(tài)評(píng)估 ,單獨(dú)的動(dòng)態(tài)性能測(cè)試 ,高性能的耐久性測(cè)試 Formula SAE 賽事的主要 參與者通常都是來(lái)自高校的學(xué)生組成的車(chē)隊(duì)。本次設(shè)計(jì)正因此而展開(kāi)，本次設(shè)計(jì)主要是從車(chē)架的結(jié)構(gòu)入手，為了讓車(chē)架達(dá)到比賽所用賽車(chē)的剛度和強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)和分析，本設(shè)計(jì)對(duì)整車(chē)做了總體布置，確定重心的位置。 關(guān)鍵詞 ： 車(chē)架；結(jié)構(gòu)；靜態(tài)分析；模態(tài)分析；優(yōu)化設(shè)計(jì) 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。Modal analysis。 （ 4）讓自己學(xué)會(huì)從工程一線(xiàn)的角度出發(fā)，合理選擇各總成的結(jié)構(gòu)類(lèi)型，制定設(shè)計(jì)方案，正確的分析，計(jì)算，校核，并考慮制造工藝，經(jīng)濟(jì)，使用，維修等問(wèn)題，培養(yǎng)汽車(chē)設(shè)計(jì)的能力。 （ 7）為汽車(chē)事業(yè)培養(yǎng)出有用的人才。 Formula SAE 是一項(xiàng)面對(duì)美國(guó)汽車(chē)工程師學(xué)會(huì)學(xué)生會(huì)員組隊(duì)參與的國(guó)際賽事，于 1980 年在美國(guó)舉辦了第一屆賽事。 Formula SAE 發(fā)展的初衷是想創(chuàng)立一個(gè)小型的道路賽車(chē)比賽，而現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展成為一個(gè)擁有大約 20 競(jìng)賽因素的大型比賽，參與者包括賽車(chē)和車(chē) Formula SAE 向年輕的工程師們提供了一個(gè)參與有意義的綜合項(xiàng)目的機(jī)會(huì)。出于此項(xiàng)比賽的宗旨，參賽學(xué)生們是被一個(gè)假象的制造公司雇傭，讓他們制造一輛原型車(chē)，用于量產(chǎn)前的各項(xiàng)評(píng)估。另外，這些賽車(chē)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力會(huì)因?yàn)橐恍└郊右蛩兀热缑烙^(guān)、舒適性和零件的兼容性而得到提升。 賽車(chē)車(chē)架 國(guó)內(nèi)外的現(xiàn)狀 （ 1）國(guó)外 當(dāng)今有三個(gè)地區(qū)有 Formula SAE 的學(xué)生競(jìng)賽，即美國(guó)、歐 洲 澳洲。比賽由三個(gè)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)組成，即一天的靜態(tài)比賽 —— 設(shè)計(jì) 、成本、陳述 —— 接著一天是各自的性能競(jìng)賽 2項(xiàng)目。 FormulaSAE 相比 SAE Mini Baja 有著許多進(jìn)步和發(fā)展，引擎的限制也已經(jīng)大大放寬，允許參賽車(chē)隊(duì)使用 610cc 以 下的發(fā)動(dòng)機(jī)，這極大地提升了賽車(chē)的性能表現(xiàn)。上海交通大