【正文】 受考驗，面對挑戰(zhàn)，培養(yǎng)創(chuàng)造性思維和實踐能力。比賽由三個主要部分組成：工程設(shè)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。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。167。各參賽車隊按照賽事規(guī)則和賽車制造標準，在一年的時間內(nèi)自行設(shè)計和制造出一輛在加速、制動、操控性等方面具有優(yōu)異表現(xiàn)的小型單人座休閑賽車，能夠成功完成全部或部分賽事環(huán)節(jié)的比賽在比賽過程中，參賽隊員能充分將所學的理論知識運用于實踐中。 目前，中國汽車工業(yè)已處于大國地位，但還不是強國。 大學生方程式賽車活動將以院校為單位組織學生參與，賽事組織的目的主要有：是重點培養(yǎng)學生的設(shè)計、制造能力、成本控制能力和團隊溝通協(xié)作能力，使學生能夠盡快適應(yīng)企業(yè)需求，為企業(yè)挑選優(yōu)秀適用人才提供平臺； 是通過活動創(chuàng)造學術(shù)競爭氛圍，為院校間提供交流平臺，進而推動學科建設(shè)的提升； 大賽在提高和檢驗汽車行業(yè)院校學生的綜合素質(zhì)，為汽車工業(yè)健康、快速和可持續(xù)發(fā)展積蓄人才,增進產(chǎn)、學、研三方的交流與互動合作等方面具有十分廣泛的意義。FSAE賽事也給了汽車廠商發(fā)現(xiàn)優(yōu)秀人才和創(chuàng)意 想法的機會。 車架的功用與要求167。車架剛度不足會引起震動和噪聲，也使汽車輪胎的接地性變差，是通過性變壞。從被動安全性考慮車架應(yīng)具有吸收撞擊能力的特點，此外，車架設(shè)計時，還要考慮大學生方程式賽車技術(shù)規(guī)范中的要求。賽車車架縱梁承擔了車架受力的大部分，而車架橫梁將左右縱梁連接起來，構(gòu)成一個框架，不僅用來保證車架的扭轉(zhuǎn)剛度和承受縱向載荷，而且還用以支撐賽車上的主要部件。 對賽車車架的要求車架應(yīng)滿足大學生方程式賽車技術(shù)規(guī)范的要求車架應(yīng)具有足夠的強度，保證在各種工況下長期使用不致發(fā)生嚴重損壞。另一方面，當車輛在不平道路上行駛時，為了提高其平順性和通過能力，要求車架具有一定的柔度，即扭轉(zhuǎn)剛度不宜過高。結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能簡單，便于制造。車架要有一定的韌性。 車架的計算大學生方程式賽車車架具有一定的強度和扭轉(zhuǎn)剛度，其車架計算的主要任務(wù)是：確定賽車滿載時在不平度很小的平坦路面上以需要考慮動載荷的足夠高的車速行駛時，車架元件的應(yīng)力。確定各個系統(tǒng)與車架相連接位置的應(yīng)力是否滿足要求。為了簡化計算，可將車架看做平面結(jié)構(gòu)，而車架縱、橫元件的交接處的交角認為是剛性的且認為車架元件在兩結(jié)點之間的全長的慣性矩不變，并取為該元件慣性矩的平均值。在反對稱載荷(彎曲)作用下，車架是一個靜不定系統(tǒng)，用材料力學教程中的一些方法求解著一靜不定關(guān)系統(tǒng)各個元件的應(yīng)力和變形時計算十分復雜，工作量很大。167。167。除了進行靜彎曲和靜扭轉(zhuǎn)的應(yīng)力測定外，還以整車在道路模擬試驗臺上、試車場以及在使用條件下進行應(yīng)力測定。167。測定車架的扭轉(zhuǎn)剛度時，因注意車架在試驗臺上的緊固情況，以避免試驗裝置對其剛度產(chǎn)生影響，也要明確試驗條件，并測出裝置這些有關(guān)條件前后即在不同實驗條件下的剛度變化情況，167。167。隨著優(yōu)化設(shè)計、可靠性道路設(shè)計與有限元分析等現(xiàn)代設(shè)計方法與分析技術(shù)的發(fā)展以及計算機的運用，在產(chǎn)品設(shè)計階段對車架進行多方案的分析和優(yōu)選，可使試驗費用減到較低程度，但車架設(shè)計的最終評價仍要以試驗結(jié)果為準。賽車車架一般采用兩種形式：一是單體式車架，另一種是桁架式車架。 一體式金屬車架 一體式金屬車架，整個車身的外殼本事就屬于車架的一部分。事實上，按嚴格的定義來說，一體式車架都是由不同的組件裝嵌而成的，其中最大的一塊就是地臺，其余的如車頂、側(cè)板大小各異，所有的板件都是由高壓壓模機壓制出來的，利用機械臂做電焊處理，有的甚至使用激光焊接技術(shù)。 因此，一體式車架主要為了適應(yīng)高度機械化的流水生產(chǎn)作業(yè)大量生產(chǎn)，這樣做可以大大的降低生產(chǎn)成本。其次，一體式車架能夠預(yù)留用以吸收撞擊能量的褶皺區(qū)外，車架本身的包裹式構(gòu)造還可以將褶皺區(qū)域吸收不完的能力經(jīng)過車柱分散到車體的其余部分，避免猛烈撞擊力在瞬間過于集中而對乘客造成嚴重的創(chuàng)傷！相對于其他的車架構(gòu)造，一體式車架沒有高而闊的門欖、防滑動支撐架和大型的傳動軸管道等，空間的利用率極高。另外一個明顯的缺陷就是一體式車架因為使用大量的金屬，重量偏高。如果以重量和剛性比來作比較的話，使用同等金屬重量所制作出來的一體式車架是所有車架中剛性表現(xiàn)最不差的。 單體式車架也稱作整體式或承載式式車架。這個車身承受所有的載荷，充當車架，所以準確稱呼應(yīng)為“無車架結(jié)構(gòu)的承載式車身”（采用大梁車架的汽車車身則稱為“非承載式車身”）。成型的車架是個帶有坐艙、發(fā)動機艙和底板的骨架，我們所能看到的光滑的汽車車身則是嵌在骨架上的覆蓋件。但是除了開發(fā)制造難度高外，剛度（尤其是抗扭剛度）不足也是承載式車身的一大缺陷。由于承載式車架將全車所有部件，包括懸架、車身和乘員連成一體，具有很好的操控反應(yīng)（正式學名是“操作響應(yīng)性”），而且傳遞的震動、噪音都較少，這是大梁式車架不可比擬的。 桁架式車架也可以說是鋼管式車架。但是對于中國大學生方程式賽車雖然可以采用共用平臺策略，但所謂的“共用平臺”能共用的只是懸架、傳動系統(tǒng)底盤部件，單體式車架由于必須與車身形狀吻合，對于不同的車身造型是不能共用車架的。為了降低成本同時與小規(guī)模生產(chǎn)相匹配，本賽車車架采用桁架式車架。 車架材料的材料力學分析車架的材料應(yīng)具有足夠的屈服極限和疲勞極限，低的應(yīng)力集中敏感性，良好的冷沖壓性和焊接性能。拉伸尺寸較大或形狀復雜的沖壓件需要采用沖壓性能好的低碳鋼或低碳合金鋼；拉伸尺寸不大，形狀不復雜的沖壓件常采用強度較高且冷沖壓時不宜沖壓和回彈的的材料。 同時，由于車架是一個大型的焊接件，選擇材料時要考慮材料的可焊接性。 方程式賽車車架材料的技術(shù)規(guī)范要求根據(jù)技術(shù)規(guī)范要求，大學生方程式賽車車架的基準鋼鐵材料的最低材料要求。替代鋼管最小壁厚如下表32：表32 最小壁厚要求材料和用途最小壁厚主環(huán)、前環(huán)鋼管防滾架支撐、前隔板、車手約束連接件側(cè)防撞結(jié)構(gòu)和前隔板支撐鋼管備注1：不允許合金鋼管件的壁厚比所用的低碳鋼的壁厚更薄。而且，規(guī)范上還規(guī)定，對于替代的另一種材料——。 車架材料的選擇彎折尺寸較大的主環(huán)以及主要支撐車架的主環(huán)支架，由于技術(shù)規(guī)范中要求必須用鋼材，而考慮到材料的材料力學性能以及技術(shù)規(guī)范的要求，4130鋼滿足要求。這一部分在下文中會有詳盡敘述，這里不再簡述。 賽車車架的結(jié)構(gòu)賽車車架采用的是桁架結(jié)構(gòu)，其作用是為賽車所有其他部件的連接基礎(chǔ)，同時通過前、中、后防滾架的設(shè)計對駕駛艙提供保護。167。并將激振器牢固地安裝在車架上，其位置應(yīng)選在振峰附近，而不能裝在節(jié)點附近，開動激振器，調(diào)節(jié)頻率，當與工作頻率一致時，引起共振；通過改變激振器的偏心距來調(diào)節(jié)激振力，對車架來說應(yīng)力應(yīng)控制在50～100 N/mm2范圍內(nèi)，一般需要維持共振狀態(tài)15～20min。第五章 大學生方程式賽車車架設(shè)計車架設(shè)計的出發(fā)點是將車手、發(fā)動機和懸架連接點安排在它們各自理想的位置上?？臻g框架結(jié)構(gòu)的車架制造成本低，方便維護，同時比較適合承受集中載荷。車架盡量多地采用承載軸向載荷的部件以便最大程度地增加單位質(zhì)量所表現(xiàn)出來的強度。但是，大學生方程式賽車車架的設(shè)計同時也必須考慮一定的因素:必須滿足駕駛艙以及發(fā)動機放置的要求必須滿足賽車整體框架以及賽車軸距的要求，必須滿足賽車各個系統(tǒng)如懸架系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動系統(tǒng)等的要求，必須滿足賽車安全系統(tǒng)等等的要求。 賽車整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計賽車整體結(jié)構(gòu)對賽車車架的設(shè)計有很大影響。賽車車架主要是由三個防滾架以及必要的支撐包圍的結(jié)構(gòu)，如圖41。如果去掉車身外殼，所看見的就是一個由數(shù)根鋼管搭建的金屬籠子。由于場地賽的路面較平，基本沒有落差，相比之下在野外進行的拉力賽和越野賽更容易發(fā)生翻車事故，車身損壞就會大一些。賽車的防滾架，除了應(yīng)付意外情況以外，還可以起到增強車身強度和抗扭曲度的作用。對于賽車來說，原裝的車廂就好像是一個盒子，在激烈操控的時候很容易發(fā)生扭曲變形，而防滾架撐起的骨架比車廂堅固很多，因此即使車輛頻繁地顛簸跳躍，來自地面的沖擊力都會分散一部分到防滾架上，對車體就起到了很好的保護作用。防滾架安裝時，應(yīng)盡可能靠近車體。主體防滾護欄、支撐杠（B柱間的