【正文】 、制造、成本控制、商業(yè)營銷、溝通與協(xié)調(diào)等五方面的綜合能力，全面提升汽車專業(yè)學(xué)生的綜合素質(zhì)，為中國汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進(jìn)行長期的人才積蓄，促進(jìn)中國汽車工業(yè)從“制造大國”向“產(chǎn)業(yè)強國”的戰(zhàn)略方向邁進(jìn)。 2010年第一屆中國FSC由中國汽車工程學(xué)會、中國二十所大學(xué)汽車院系、國內(nèi)領(lǐng)先的汽車傳媒集團——易車（BITAUTO）聯(lián)合發(fā)起舉辦。 在發(fā)達(dá)國家，很多高校已經(jīng)從事Formula SAE 超過20 年時間，擁有大量資金和試驗基礎(chǔ)的情況下，他們的作品已經(jīng)基本達(dá)到了專業(yè)水平，最高時速可達(dá)到甚至超過200km/h，0 到100km/h 以內(nèi)。 在SAE Mini Baja 的成功獲得各界認(rèn)同的同時，SAE 聯(lián)合美國三大汽車公司開始推廣一項技術(shù)水平更高的工程類學(xué)生競賽，這就是Formula SAE。Mini Baja 比賽重點強調(diào)了地盤的設(shè)計，因為每個隊伍都使用一個8 匹馬力的引擎，這一點無法改變。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。70年代中期，幾個美國大學(xué)開始主辦當(dāng)?shù)氐膶W(xué)生設(shè)計競賽賽車。學(xué)生需要通過語言，圖表等各種方法，將自己作品的設(shè)計理念、技術(shù)特點、性能優(yōu)勢、加工成本和商業(yè)價值等要素有效地表達(dá)出來，使這家公司的負(fù)責(zé)人能夠充分了解你的設(shè)計方案的優(yōu)勢，并最終使他們認(rèn)可你的設(shè)計方案。FSAE賽車比賽主要分為靜態(tài)項目比賽和動態(tài)項目比賽兩部分。為了更好的達(dá)到鍛煉和培養(yǎng)參賽學(xué)生綜合能力的目的，比賽虛擬了一個商業(yè)研發(fā)環(huán)境，所有的比賽項目都是基于這一環(huán)境而設(shè)置。比賽規(guī)則主要分為兩部分，賽車技術(shù)要求和比賽條例。目的就是為了在充分保證參賽人員人身安全的前提下，盡可能的為參賽學(xué)生營造一個自由的比賽環(huán)境，來鼓勵學(xué)生發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力，使更多的原創(chuàng)設(shè)計和多種形式的賽車出現(xiàn)在賽場上。賽事對賽車各系統(tǒng)的材料，結(jié)構(gòu)等都做出了詳細(xì)的規(guī)定。FSAE賽車比賽給參賽學(xué)生提供了走出課堂將理論知識應(yīng)用到工程實踐的良好機會。但是由于整個比賽涉及了汽車工業(yè)所包括的設(shè)計、生產(chǎn)、測試、市場、管理和財務(wù)等各個方面。學(xué)生設(shè)計團隊在滿足規(guī)則要求的前提下一般用8到12月的時間設(shè)計、制造和測試自己的賽車。產(chǎn)品的目標(biāo)市場是周末業(yè)余賽車比賽。學(xué)生組成的設(shè)計團隊將為該生產(chǎn)商設(shè)計一輛小型方程式賽車。各個設(shè)計環(huán)節(jié)將作為競賽比較和評判的內(nèi)容。制造企業(yè)計劃每天生產(chǎn)四輛該型車, （該規(guī)則09年已經(jīng)取消）。該車必須成本低廉、易于維修、可靠性好。預(yù)期的銷售市場是周末業(yè)余汽車比賽。為了達(dá)到比賽的目的、學(xué)生可以把自己假想設(shè)計人員。賽前車隊通常用8至12個月組的時間設(shè)計、建造、測試和準(zhǔn)備賽車。SAE方程式（Formula SAE）系列賽將挑戰(zhàn)本科生、研究生團隊構(gòu)思、設(shè)計與制造小型具有越野性能的方程式賽車的能力。s Republic of China》 requires, first of all, using the software of to carrry out on the car frame structure design, setting up multiple 3 d model of the frame, and then imported multiple frame and BAJA model frame into the finite element software, using the statics to analysis the frame, by paring the static and stress distribution analysis to select the better frame. To select the type of Formula SAE racing car engine system, the wheel system,the transmission system, the suspension system, the steering system and the brake system and layout of the whole, and then according to the parameters of the selected to match the vehicle dynamic performance and analyzed the vehicle dynamic performance , Thus design a car to match requirements of the petition and also have performances.KEY WORDS:UG, the formula 1 racing car of College students, frame ,finite element analysis , dynamic matching. 3緒論、 Formule SAE 概述、 背景Formula SAE，是由各國SAE，即汽車工程師協(xié)會舉辦的面向在讀或畢業(yè)7個月以內(nèi)的本科生或研究生舉辦的一項學(xué)生方程式賽車比賽，要求在一年的時間內(nèi)制造出一輛在加速、剎車、操控性方面有優(yōu)異的表現(xiàn)并且足夠穩(wěn)定耐久，能夠成功完成規(guī)則中列舉的所有項目業(yè)余休閑賽車。同時對Formula SAE 賽車的發(fā)動機系統(tǒng)、車輪系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、懸架系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動系統(tǒng)等進(jìn)行選型和整體布置，然后根據(jù)所選的總成參數(shù)對整車動力性能進(jìn)行匹配以及整車動力性能進(jìn)行分析，從而設(shè)計出一款符合大賽要求同時性能優(yōu)異的賽車。通過有限元法對車架結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，對提高整車的各種性能有重要的意義。大學(xué)生F1方程式賽車整車設(shè)計 摘要本文基于汽車?yán)碚撜n程實踐所做的BAJA賽車模型，并結(jié)合FSAE賽車比賽規(guī)則和賽道的布置特點，進(jìn)行拓展設(shè)計一款大學(xué)生F1方程式賽車。從賽車底盤角度出發(fā)，本文側(cè)重于汽車車架的設(shè)計，因為車架是整車的重要組成部分，它不僅承受著來自路面的各種復(fù)雜載荷，同時也是其他總成的安裝載體。本文根據(jù)《中國FSC大賽規(guī)則（2012）》要求，建立起多個車架的三維模型，然后將設(shè)計出來的多個車架以及BAJA模型的車架導(dǎo)入到有限元軟件中，對車架進(jìn)行靜力學(xué)分析，通過對比靜力和應(yīng)力分布圖分析選出更優(yōu)秀的車架。關(guān)鍵詞：UG，大學(xué)生F1方程式賽車，車架，有限元分析，動力匹配Formule SAE Collegiate Design of The Racing CarABSTRACTThe article is Based on the BAJA racing car model which is made at the Practice of Automobile Theory Course , and at the same time with binations of the FSAE car racing game rules and the circuit layout characteristics, to expand the design of a formula sae race car. Start from the chassis of the car , this article focuses on the design of automobile frame, because the frame is an important part of vehicle, it not only suffered from a variety of plex surface load, at the same time it is the carrier to install the other assembly. Through the finite element method analysis of frame structure, has important significances to improve the vehicle performance. According to《 FSC contest rules (2012) of the People39。自1981年創(chuàng)辦以來，F(xiàn)SAE已發(fā)展成為每年由7個國家舉辦的9場賽事所組成，并有數(shù)百支來自全球頂級高校的車隊參與的青年工程師盛會。為給車隊最大的設(shè)計彈性和自我表達(dá)創(chuàng)意和想象力的空間，在整車設(shè)計方面將會限制很少。在與來自世界各地的大學(xué)代表隊的比較中，賽事給了車隊證明和展示其創(chuàng)造力和工程技術(shù)能力的機會。某一制造公司聘請他們?yōu)槠湓O(shè)計、制造和論證一輛用來評估該公司某一量產(chǎn)項目的原型車。因此，該車必須在加速，制動和操控性能方面表現(xiàn)出色。此外，考慮到市場銷售的因素，該車需美觀、舒適，零部件也需要有通用性。設(shè)計小組受到的挑戰(zhàn)是設(shè)計和組裝一輛滿足各種要求的車。、發(fā)展及現(xiàn)狀FSAE賽車比賽虛構(gòu)了一家賽車生產(chǎn)商。原型車將被該生產(chǎn)商用來評估一個生產(chǎn)項目的市場潛力。為了保證比賽能夠順利、公平的進(jìn)行，賽事組委會制訂了一系列詳細(xì)的規(guī)則。 FSAE賽車比賽的目的在于培養(yǎng)汽車及其他機械領(lǐng)域的工程技術(shù)人才，為工科學(xué)生將來的職場生涯建立良好的基礎(chǔ)。所以隨著比賽的不斷發(fā)展，很多非工科專業(yè)的學(xué)生也很好的參與到這項賽事中，并得到了極大的鍛煉。多年來FSAE賽車比賽不斷地為汽車及其他各個行業(yè)輸出了大量的高水平人才。但是除了對賽車的安全性有大量詳細(xì)的要求以外，比賽規(guī)則整體上比較開放。根據(jù)每年比賽所遇到的問題和其他各方面因素的變化和發(fā)展，F(xiàn)SAE賽事規(guī)則委員會每年都會對比賽規(guī)則進(jìn)行修訂，使比賽規(guī)則更加合理系統(tǒng)。 FSAE賽車比賽是供大學(xué)生參與的工程設(shè)計競賽，其比賽目的與商業(yè)性質(zhì)賽車比賽有著很大的不同。所以FSAE比賽的過程同一般的賽車比賽有著很大的不同。在靜態(tài)項目比賽中，參賽學(xué)生需要把各項目比賽的評委看作是虛擬賽車生產(chǎn)商的各部門負(fù)責(zé)人。 從世界范圍來看，當(dāng)今有三個地區(qū)有Formula SAE 的學(xué)生競賽，即美國、歐洲、澳洲。SAE Mini Baja 的名稱沿襲了著名的墨西哥Baja 1000 汽車比賽。比賽由三個評判標(biāo)準(zhǔn)組成，即一天的靜態(tài)比賽——設(shè)計、成本、陳述——接著一天是各自的性能競賽項目。在過去的20多年里，SAE Mini Baja 的成功超乎了每個人的預(yù)期。Formula SAE 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)。 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，F(xiàn)ormula 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。中國FSC秉持“中國創(chuàng)造擎動未來”的遠(yuǎn)大理想，立足于中國汽車工程教育和汽車產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)實基礎(chǔ)，吸收借鑒其他國家FSC賽事的成功經(jīng)驗，打造一個新型的培養(yǎng)中國未來汽車產(chǎn)業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者和工程師的交流盛會，并成為與國際青年汽車工程師交流的平臺。、任務(wù)及目標(biāo)在本次畢業(yè)設(shè)計中，選擇大學(xué)生F1方程式賽車為主要研究對象。 主要研究內(nèi)容：大學(xué)生F1方程式賽車整車結(jié)構(gòu)設(shè)計，總體布置，各工作部件相互位置關(guān)系的確定以及計算其性能參數(shù)；對部分零部件進(jìn)行必要的設(shè)計計算，以及車架的強度校核。第一章 賽車總體參數(shù)與主要總成的選擇、概述、總體設(shè)計應(yīng)滿足的基本要求由動力裝置、底盤、車身、電器以及儀表等四部分組成的汽車，是用來載送人和貨物的運輸工具，而這里我們要設(shè)計的是用來參加比賽的賽車，其賽車懸架、轉(zhuǎn)向、制動總成設(shè)計參數(shù)選取和具體結(jié)構(gòu)等方面與普通車輛都存在差異，通過對在網(wǎng)上搜索的各類方程式賽車資料，進(jìn)行整理，然后分析總結(jié)出方程式賽車應(yīng)當(dāng)具備的一些普通車輛所沒有的性能和結(jié)構(gòu)特點。、總體設(shè)計的目的總體設(shè)計目的是制造一輛安全可靠、各方面性能均衡、有良好駕駛特性、調(diào)整方便并且足夠快的賽車?？烧{(diào)整的特性可以讓賽車適應(yīng)不同的駕駛環(huán)境和不同的駕駛員。賽車要讓車手在任何行駛狀態(tài)下都能有清晰的路感，這可以使駕駛變得容易和高效。、軸數(shù) 汽車可以有兩軸、三軸、四軸甚至更多的軸數(shù)。這里我們選擇：兩軸。汽車的用途、總質(zhì)量和對車輛通過性能的要求等，是影響選取驅(qū)動形式的主要因素。、布置形式汽車的布置形式是指發(fā)動機、驅(qū)動橋和車身的相互關(guān)系和布置特點而言。這里我們選擇一般賽車常用的方式：中置后驅(qū)。我們根據(jù)網(wǎng)上搜索的資料以及查看各個學(xué)校的技術(shù)報表，然后根據(jù)大賽規(guī)則大概確定主要參數(shù)： 汽車尺寸參數(shù) the Size parameters of the car車型參數(shù)賽車總長（mm）2610總寬（mm）1420總高(滿載)（mm）1200軸距（mm）1920前輪距（mm）1150后輪距（mm）1240前懸（mm）530后懸（mm）160最小離地間隙（mm）60 、汽車質(zhì)量參數(shù)的確定汽車質(zhì)量參數(shù)包括整車質(zhì)量m0，載客量、滿載質(zhì)量、質(zhì)量系數(shù)ηm0,和軸荷分配等。設(shè)計目標(biāo)： 汽車動力性參數(shù) The power performance parameters of the automobile車型參數(shù)賽車最高車速Vmax(km/h)150加速時間t（s）(0~100km/h)、發(fā)動機的選擇、發(fā)動機限制（1）、驅(qū)動賽車的發(fā)動機必須為四沖程、排量610cc 以下的活塞式發(fā)動機；（2）、為限制發(fā)動機功率，一個內(nèi)部截面為圓形的限流閥必須安裝在進(jìn)氣系統(tǒng)的節(jié)氣門與發(fā)動機之間，并且所有發(fā)動機的進(jìn)氣氣流都應(yīng)流經(jīng)此限流閥。FSAE比賽中分值最高和賽程最長的是Endurance比賽。所以FSAE賽車發(fā)動機最關(guān)鍵的性能是穩(wěn)定優(yōu)秀的扭矩輸出，而發(fā)動機