【正文】 的發(fā)展， Pro/ENGINEER 已經(jīng)成為三維建模軟件的領(lǐng)頭羊。 19 第 3 章 車架模型的建立 Pro/e軟件的介紹 1985 年， PTC 公司成立于美國波士頓，開始參數(shù)化建模軟件的研究。 18 所以 Nt mvmvF 20xx121 ????? 本章小結(jié) 本章對車架進行了介紹，提供車架的設計參考。 整車質(zhì)心的 確定與受力分析 (1)求出整車的質(zhì)心位置 ????ini iimxma 1 （ ） aLb ?? （ ） ????ini iig mymh 1 （ ） im 是第 i 個總成的質(zhì)量 (Kg) ix 是第 i個總成的質(zhì)心至前軸中心的水平距離 iy 第 i 個總成的質(zhì)心至地面的高度 a 整車質(zhì)心之前軸中的心的水平距離 b 整車質(zhì)心至后軸中心的水平距離 gh 整車質(zhì)心質(zhì)地面的高度 L 軸距 車架坐標： x=650 y=300 人的坐標： x=600 y=300 17 發(fā)動機坐標： x=1180 y=210 kg55?人m kg30m ?車架 kg49m ?發(fā)動機 8 3 3 2493055 2 1 0493 0 0303 0 055a ???? ?????? 8 9 78 3 31 7 3 0ab ??? L 210493003030055h g ???? ?????? 所以整車質(zhì)心為 x=897 y=267 座位用 U 型螺栓連接，并且 U 型螺栓與車架進行焊接。 如果選用低碳鋼就得根據(jù)中國 20xxFSAE大賽要求選用鋼管（如 表 ） 16 表 車架鋼管直徑 部件或用途 外徑與壁厚 主環(huán)和前環(huán) * * 側(cè)防撞結(jié)構(gòu)、前隔板 防滾架支撐 * * 或 * 前隔板支撐 * * 最后我選擇的材料為 Q235的鋼材，其楊氏模量為 Pa，泊松比 ，屈服極限 235MPa。不同部位可以選擇不同的材料和管型，以在受力能保證的前提下降低成本。大賽規(guī)則對材料的限制，例如鋁合金的壁厚須在 3mm以上等規(guī)定，是選擇材料首先要考慮的問題。 材料的選擇 FSAE比賽中所使用的整體式車身基本采用碳纖維 (carbon fiber)制造在幾何設計的同時，需要 選擇合適的車架材料。 （ 3）車架發(fā)動機也是通過 2根縱梁連接，去掉發(fā)動機艙 2跟橫向拉桿，是發(fā)動機 艙空間更大。 （ 5）車加的側(cè)面防撞桿通過 2跟斜拉桿分別與前環(huán)主環(huán)焊接而成 。 （ 3）發(fā)動機是通過幾根固定拉桿焊機在車架的主環(huán)上連接的，相對而言這種結(jié) 構(gòu)的車架發(fā)動機固定困難，且由于空間的緣故維修起來也比較麻煩。 （ 4）發(fā)動機由 車架 2根縱梁連接，是發(fā)動機固定在車架上更簡單。 方案一（如圖 ） 圖 車架方案一圖 14 特點： （ 1） 此車架長寬高 2300mmx650mmx1050mm （ 2）此車架通過邊梁式車架衍生而來，底部由直鋼管焊接而成。根據(jù)這些多如牛毛的規(guī)定調(diào)整和細化前面的框架，可以初步滿足結(jié)構(gòu)需要。車內(nèi)體積最大的是車手、發(fā)動機和傳動系統(tǒng)，放置好后就能圍繞它們布置管件，勾勒出賽車的輪廓。 （ 4）在特殊賽段 有上坡 比賽時候后置后驅(qū)驅(qū)動輪上的 附著力增加爬坡能力提高的優(yōu)點。 （ 2）選擇后置后驅(qū)時，驅(qū)動可以選擇 CVT驅(qū)動，使其結(jié)構(gòu)簡單化，自然整車的制造成本降低，比賽在制造成本也會得到好的比賽分數(shù)。（如圖 — 圖 ） 圖 參考車架 1 圖 參考車架 2 同時根據(jù)人機工程學，選用 95百分位身高的人做參考對車架 進行設計 ，他對車架 12 的前艙尺寸有著非常重要的意義。 缺點：不利于空間布置和車身造型，需要覆蓋車身，因而不利于輕量化 限制條件：結(jié)構(gòu)設計，加工工藝水平 車架的設計 通過各種對國內(nèi)為車架的借鑒對車架進行設計 ，通過車架的設計來完成本次設計 11 的初步內(nèi)容。 FSAE使用的空間管件結(jié)構(gòu)車架基本使 用鋼管或鋁合金管經(jīng)焊接、鉚接或高強度粘接加工而成。屬于最基本的車架類型。 限制條件：經(jīng)費有限，加工廠家少，最終效果難以保證 空間車架： FSAE的車架大都采用衍架結(jié)構(gòu)，也有車隊采用混合結(jié)構(gòu)，即坐艙部分為單體式，而前后懸和發(fā)動機艙用管件搭成。相對于單體式車身它的另一個優(yōu)勢在于發(fā)生碰撞后可以很容易的檢修。它十分受歡迎的原因是設計制造都很簡單便宜。雖然性能優(yōu)異但是造價高昂，在國內(nèi)也非常難找到能制造高溫真空碳纖件的工廠，故暫時未被國內(nèi)車隊采用。其實，圖 （ b）所示的 X 形車架也應歸于這一類型，但該車架可與非斷開式驅(qū)動橋及非獨立懸架相匹配。 綜合式車架 系綜 合上述脊梁式和邊梁式兩種型式而成，如圖 所示。容許車輪有較大的跳動空間，使汽車有較好的平順性和通過性。管梁將動力 傳動系連成一體，傳動軸從其中間通過，故采用這種結(jié)構(gòu)時驅(qū)動橋必須是斷開式的并與獨立懸架相匹配。車架的長度大致接近整車長度，約為軸距的 倍。車架等寬也簡化了縱梁的沖壓工藝且在縱梁上不會產(chǎn)生附加扭矩。車架寬度多為全長等寬。通常，縱梁的上表面沿全長不變或局部降低，而兩端的下表面則可根據(jù)應力情況，適當?shù)叵蛏鲜湛s。對于不承受扭矩的車架元件、用于固定動力總成的橫梁以及車架兩端位于基本橫梁以外的縱梁，均采用沖壓成型且具有開 口的槽型斷面。 如果也包括固定車身的支架，則上述三種轎車車架的自身質(zhì)量差別不大。在中、輕型客車上也有所采用，轎車則較少采用。其彎曲剛度較大，而當承受扭矩時，各部分同時產(chǎn)生彎曲和扭轉(zhuǎn)。門檻的寬度不大，見圖 （ b），雖然從被動安全性考慮，要求門檻有足夠的強度和剛度。前后叉形邊梁由一些橫梁相連，后者還用于加強前、 后懸架的支承。傳動軸經(jīng)中部管梁通向后方。車架的中部為位于汽車縱向?qū)ΨQ平面上的一根矩形斷面的空心脊梁，其前后端焊以叉形梁，形成俯視圖上的 X 形狀。采用這種車架時車身地板上的傳動軸通道所形成的鼓包不大 ，但門檻較寬，見圖 （ a）。此外，車架中部加寬既有利于提高汽車的橫向穩(wěn)定性，又減短了車架縱梁外側(cè)裝置件的懸伸長度。前緩沖臂位于車廂前圍板下部傾斜踏板前方；后緩沖臂位于后座下方。左右相關(guān)縱梁由橫梁連接。如圖 （ a） 所示，在俯視圖上車架的中部寬、兩端窄。此外，車架設計時還應考慮車型系列化及改裝車等方面的要求。在保證強度、剛度的前提下車架的自身質(zhì)量應該盡可能減小，以減小車身質(zhì)量。通常在使用中其軸間扭角約為 1176。貨車車架的最大彎曲撓度通常應小于10mm。為此，車架應有足夠的彎曲剛度，以使裝在其上的有關(guān)機構(gòu)之間的相對位置在汽車行駛過程中保持不變并使車身的變形最小；車架也應有足夠的強度，以保證其有足夠的可靠性與壽命，縱梁等主要零件在使用期內(nèi)不應有嚴重的變形和開裂。 優(yōu)化設計后進行模態(tài)分析與車架側(cè)翻的安全分析 （ 6） FSAE 賽車車架屬于非承載式車身，它是整車的安裝基礎，所以對整車的總體布置也是屬于研究范圍。 （ 4） 研究 proe 建模軟件，將自己設計出來的三種不同結(jié)構(gòu)的車架運 用 proe 軟件進行建模然后倒入 ansys 分析軟件。 （ 2） 車架設計方法以及設計步驟的研究。賽車車架的設計又是賽車非常重要的設計，車架對賽車來說固定各個零部件的同時還得在發(fā)生危險的時候保護車手的安全，這些國內(nèi)還有很多的距離要去追趕。 這也是到目前位置中國高校在該項賽事中獲 得的最好成績。上海交通大學 Formula SAE 車隊在 20xx 年研制出的 SJTU FormulaSAE 樣車是中國大陸第一輛 Formula SAE 賽車，之后又在 20xx 年完成了第二輛 SJTUFormulaSAE 參賽賽車的設計和制造，并于同年 6 月參加了位于美國加州Fontana舉行的 Formula SAE West 競賽，最終獲最佳新秀車隊獎。從原先在SAE Mini Baja 比賽中的 8hp 發(fā)動機到現(xiàn)今 Formula SAE 中已經(jīng)超過 100hp 的大功率發(fā)動機， Formula SAE 在多方面都取得了驚人的成績，并且該項比賽一直保持了發(fā)展的態(tài)勢。 FormulaSAE 相比 SAE Mini Baja 有著許多進步和發(fā)展，引擎的限制也已經(jīng)大大放寬，允許參賽車隊使用 610cc 以 下的發(fā)動機，這極大地提升了賽車的性能表現(xiàn)。在過去的 20 多年里， SAE Mini Baja 的成功超乎了每個人的預期。比賽由三個評判標準組成，即一天的靜態(tài)比賽 —— 設計 、成本、陳述 —— 接著一天是各自的性能競賽 2項目。 SAE MiniBaja 的名稱沿襲了著名的墨西哥 Baja 1000 汽車比賽。 賽車車架 國內(nèi)外的現(xiàn)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。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。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。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(xiàn)。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(chǎn)前的各項評估。 Formula SAE 為在傳統(tǒng)教室學習中的學生提供了一個現(xiàn)實的工程經(jīng)歷。 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(xiàn)在已經(jīng)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。目前美國、歐洲和澳大利亞每年都會定期舉辦該項賽事。 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。 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。 （ 7）為汽車事業(yè)培養(yǎng)出有用的人才。所以生產(chǎn)出結(jié)構(gòu)輕 、性能好、質(zhì)量高、 2 安全可靠的汽車非常重要的意義。 （ 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(jié)構(gòu)類型，制定設計方案，正確的