FSAE方程式賽車車身骨架優(yōu)化設(shè)計(jì)

1.87萬(wàn)字 44頁(yè) 原創(chuàng)作品，已通過查重系統(tǒng)


目 錄
第 1章 緒論 1
1.1 研究的背景 1
1.2 賽車車架國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀 2
1.3 研究的目的和意義 3
1.4 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容及技術(shù)路線 4
第 2 章 賽車車架的設(shè)計(jì) 6
2.1 車架的概述 6
2.1.1 車架的結(jié)構(gòu)形式 6
2.1.2 賽車車架的介紹 11
2.2 車架的設(shè)計(jì) 12
2.2.1 車架的設(shè)計(jì)步驟 12
2.2.2 FSAE車架的設(shè)計(jì)參考 13
2.2.3 FSAE賽車整體布置 14
2.2.4 車架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 15
2.2.5 材料的選擇 16
2.3 整車質(zhì)心的確定與受力分析 16
2.4 本章小結(jié) 18
第 3 章 車架三維模型的建立 19
3.1 CATIA軟件的介紹 19
3.2 三維模型的建立 20
3.3 本章小結(jié) 22
第 4 章 車架有限元分析 23
4.1 有限元分析概述 23
4.1.1有限元法概述 23
4.1.2 Hypermesh軟件概述 25
4.2 FSAE車架結(jié)構(gòu)靜力分析 26
4.2.1 網(wǎng)格的劃分與施加載荷約束 27
4.2.2 載荷與邊界條件分析 27
4.3 車架強(qiáng)度和剛度分析 28
4.3.1 彎曲工況分析 28
4.3.2 扭轉(zhuǎn)工況分析 29
4.4 優(yōu)化過程 30
4.4.1 DOE分析 30
4.4.2 建立近似模型 32
4.4.3 對(duì)代理模型進(jìn)行單目標(biāo)優(yōu)化 35
4.5 本章小結(jié) 36
結(jié)論 37
參考文獻(xiàn) 38
致謝 39



摘要 Formula SAE 賽事1980年在美國(guó)舉辦第一次比賽，現(xiàn)在已經(jīng)是為汽車工程學(xué)會(huì)的學(xué)生成員舉辦的一項(xiàng)國(guó)際賽事，其目的是設(shè)計(jì)、制造一輛小型的高性能方程式賽車，并使用這輛自行設(shè)計(jì)和制造的賽車參加比賽。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自高校的學(xué)生組成的車隊(duì)。現(xiàn)在在美國(guó)、歐洲和澳大利亞每年都會(huì)舉辦Formula SAE 比賽。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)。為了促進(jìn)民族汽車工業(yè)的發(fā)展，中國(guó)于2010年開始舉辦此賽事。本次設(shè)計(jì)正因此而展開，本次設(shè)計(jì)主要是從車架的結(jié)構(gòu)入手，為了讓車架達(dá)到比賽所用賽車的剛度和強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)和分析，本設(shè)計(jì)對(duì)整車做了總體布置，確定重心的位置。然后將自己設(shè)計(jì)出的車架運(yùn)用CATIA進(jìn)行建模，然后將車架導(dǎo)入Hypermesh軟件建立FSAE車身的有限元模型，進(jìn)行強(qiáng)度和剛度分析，應(yīng)用以DOE實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、近似模型和優(yōu)化算法為基礎(chǔ)的單目標(biāo)優(yōu)化，在保證車身剛度性能不降低的前提下 以車身結(jié)構(gòu)質(zhì)量的最小化為目標(biāo) 優(yōu)化車身零件的厚度和拼焊板焊縫位置 從而實(shí)現(xiàn)車身結(jié)構(gòu)的輕量化車身減輕的質(zhì)量為原來的5.27%車身結(jié)構(gòu)的彎曲和扭轉(zhuǎn)剛度也都獲得不同程度的提高?；贑AE（計(jì)算機(jī)輔助工程）的車身骨架輕量化設(shè)計(jì)不僅減輕了車身質(zhì)量而且縮短了設(shè)計(jì)的周期。通過本次優(yōu)化設(shè)計(jì)使中國(guó)FSAE賽車車架的設(shè)計(jì)能更加完美，同時(shí)通過比賽可以通過很多數(shù)據(jù)為民族汽車工業(yè)能提供很多重要的數(shù)據(jù)，進(jìn)一步使民族汽車的更安全和實(shí)用。

關(guān)鍵詞：FSAE骨架 輕量化設(shè)計(jì) 剛度分析 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 近似模型 單目標(biāo)優(yōu)化