大學(xué)生方程式賽車設(shè)計（整體車架設(shè)計、標(biāo)準(zhǔn)安全系統(tǒng)及座椅附件設(shè)計）【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文） 題目 大學(xué)生方程式賽車設(shè)計（整體車架設(shè) 計、標(biāo)準(zhǔn)安全系統(tǒng)及座椅附件設(shè)計） 2013 年 5 月 30 日買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 I 方程式賽車整體車架設(shè)計 摘 要 車是一項以大學(xué)生為對象的賽事，旨在為汽車工業(yè)培養(yǎng)更多的優(yōu)秀人才，參賽的賽車全都由各高校研究設(shè)計。 由于是為比賽而設(shè)計的賽車車架，因此設(shè)計時必須要考慮賽事技術(shù)規(guī)范。 我的畢業(yè)設(shè)計就是為 賽車的車架設(shè)計必須要考慮賽車發(fā)動機、駕駛員的布置以及賽車各個總成的布置。又由于賽車車架是賽車的主要受力結(jié)構(gòu) ，賽車上的幾乎所有的結(jié)構(gòu)以及部件都是有車架直接或者間接支撐，所以車架的結(jié)構(gòu)一定要合理，同時強度剛度必須達到一定的要求。 在車架設(shè)計之初，要將大賽的有關(guān)規(guī)定和評分標(biāo)準(zhǔn)完全掌握，對各部件該怎么布置，布置在什么方位有一個清晰的規(guī)劃。同時為了使以后的車架結(jié)構(gòu)設(shè)計更為合理，我參考了天津大學(xué)、湖南大學(xué)以及部分國外的車架。進入設(shè)計階段后，在對比了車架的結(jié)構(gòu)形式后，選擇了 桁架式的車架 。根據(jù)強度要求，選擇車架的材料。在確定了懸架的安裝位置后，依據(jù)技術(shù)規(guī)范、賽車的整體布置、發(fā)動機以及人體模型確定車架大致的整體尺寸，然后建立幾套 車架的雛形；再優(yōu)化車架結(jié)構(gòu)使整體各個系統(tǒng)能合理的布置在車架上，直至使車架結(jié)構(gòu)滿足各個方面的要求。在幾套車架結(jié)構(gòu)基本定型以后，開始對車架進行結(jié)構(gòu)受力分析、優(yōu)化以及對比，選擇結(jié)構(gòu)合理質(zhì)量最輕的車架。 關(guān)鍵詞 ： 架，技術(shù)規(guī)范，發(fā)動機，駕駛員 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 A is as of of by As a of of My of of as as of is of as as in or of is At of of to a in to is I to as as in of to of of to of as as of of to to on in 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 to on of to as as to 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 錄 第一章 賽車概述 . 1 外 介 . 1 國大學(xué)生方程式汽車簡介 . 2 第二章 車架結(jié)構(gòu)特點綜述 . 3 架的功用與要求 . 3 架的功用 . 3 賽車車架的要求 . 3 架的計算 . 4 架綜合實驗要求 . 4 架的應(yīng)力測定 . 5 架的剛度測定 . 5 靠性與耐久性臺架試驗 . 5 整車進行的可靠性道路試驗或試車場試驗以及使用試驗 . 5 第三章 車架類型方案的對比與分析 . 6 體式金屬車架 . 6 體式車架 . 7 架式車架 . 7 第四章 車架的材料以及結(jié)構(gòu) . 8 4 架材料的材料力學(xué)分析 . 8 程式賽車車架材料的技術(shù)規(guī)范要求 . 8 架材料的選擇 . 9 車車 架的結(jié)構(gòu) . 10 架應(yīng)力的消除 . 10 第五章 大學(xué)生方程式賽車車架設(shè)計 . 11 車整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計 . 11 車駕駛艙的設(shè)計 . 14 車各個系統(tǒng)及零部件在車架上的安裝位置的設(shè)計 . 15 架系統(tǒng)的安裝位置的設(shè) 計 . 15 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 V 向系統(tǒng)安裝位置的設(shè)計 . 17 動系統(tǒng)的要求 . 18 全系統(tǒng)的要求 . 18 第六章 賽車車架的結(jié)構(gòu)分析和優(yōu)化 . 21 架在實際環(huán)境下的受力 . 21 架的結(jié)構(gòu)分析方法 . 21 限元分析方法的基本原理 . 22 限單元法的分析步驟 . 23 于有限元分析方法的車架的分析 . 24 于有限元分析方法的碰撞塊分析 . 24 第七章 座椅設(shè)計 . 26 性化座椅設(shè)計 . 26 統(tǒng)中人和機的職能分工 . 27 坐姿體壓分布 . 28 墊上的體壓分布 . 28 車座椅舒適性設(shè)計 . 30 椅強度的設(shè)計 . 30 椅結(jié)構(gòu)型式的設(shè)計 . 30 椅蒙皮、椅墊阻燃設(shè) . 31 第八章 結(jié) 論 . 32 參考文獻 . 33 致 謝 . 34 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 第一章 賽車概述 外 介 由各國 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。自 1981 年創(chuàng) 辦以來， 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。 列賽源于 1978年。第一次比賽于 1979年在美國波斯頓舉行， 13支隊伍中有 11支完賽。當(dāng)時的規(guī)則是制作一臺 5馬力的木制賽車。 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。為給車隊最大的設(shè)計彈性和自我表達創(chuàng)意和想象力的空間，在整車設(shè)計方面將會限制很少。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。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。 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。由參與的學(xué)生負(fù)責(zé)管理整個項目，包括時間節(jié)點的安排，做預(yù)算以及成本控制、設(shè)計、采購設(shè)備、材料、部件以及制造和測試。 在傳統(tǒng)教室學(xué)習(xí)中的學(xué)生提供了一個現(xiàn)實的工程經(jīng)歷。 員在這個過程中將會經(jīng)受考驗，面對挑戰(zhàn)，培養(yǎng)創(chuàng)造性思維和實踐能力。目前美國、歐洲和澳大利亞每年都會定期舉辦該項賽事。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。為了達到比賽的目的、學(xué)生可以把自己假想設(shè)計人員。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。預(yù)期的銷售市場是周末業(yè)余汽車比賽。因此，該車必須在加速，制動和操控性能方面表現(xiàn)出色。該車必須成本低廉、易于維修、可靠性好。此外，考慮 到市買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 場銷 售的因素，該車需美觀、舒適，零部件也需要有通用性。制造企業(yè)計劃每天生產(chǎn)四輛該型車 , 并要求原型車實際耗資應(yīng)低于 規(guī)則 09年已經(jīng)取消）。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。各個設(shè)計環(huán)節(jié)將作為競賽比 較和評判的內(nèi)容。 國大學(xué)生方程式汽車簡介 中國大學(xué) 生方程式汽車大賽（簡稱“中國 是一項由高等院校汽車工程或汽車相關(guān)專業(yè)在校學(xué)生組隊參加的汽車設(shè)計與制造比賽。各參賽車隊按照賽事規(guī)則和賽車制造標(biāo)準(zhǔn)，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(xué)的理論知識運用于實踐中。同時，還學(xué)習(xí)到組織管理、市場營銷、物流運輸、汽車運動等多方面知識，培養(yǎng)了良好的人際溝通能力和團隊合作精神， 成為符合社會需求的全面人才。 目前，中國汽車工業(yè)已處于大國地位，但還不是強國。從制造業(yè)大國邁向產(chǎn)業(yè)強國已成為中國汽車人的首要目標(biāo)，而人才的培養(yǎng)是實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)強國目標(biāo)的基礎(chǔ)保障之一。 大學(xué)生方程式賽車活動將以院校為單位組織學(xué)生參與，賽事組織的目的主要有： 1、 是重點培養(yǎng)學(xué)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(xué)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； 2、 是通過活動創(chuàng)造學(xué)術(shù)競爭氛圍，為院校間提供交流平臺，進而推動學(xué)科建設(shè)的提升； 大賽在提高和檢驗汽車行業(yè)院校學(xué)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(xué)、研三方的交流與互動合作等方面具有十分廣泛的意義。 管理者接受了一次難度十足的鍛煉。 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。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 第二章 車架結(jié)構(gòu)特點綜述 架的功用與要求 架的功用 大學(xué)生方程式賽車車架作為賽車的承載基本是賽車的主要承載構(gòu)件，其功用是支撐發(fā)動機、離合器、變速、底盤和車身各主要總成的安裝機體，同時承受這些總成的重力以及其傳給車架的各種力和力矩，因此，車架應(yīng)有足夠的彎曲強度，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變形量較小；車架也應(yīng)有足夠的強度，以保證其具有足夠的可靠性和壽命，車架主要零件在使用期內(nèi)不應(yīng)有嚴(yán)重變形或者開裂。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。在保證強度、剛度的前提下車架的自身質(zhì)量應(yīng)盡可能小，以較少整車質(zhì)量。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(xué)生方程式賽車技術(shù)規(guī)范中的要求。從提高整車的橫梁穩(wěn)定性以及較小縱梁側(cè)裝置的懸架伸出長度來看，希望盡可能增大車架寬度，從簡化制造工藝和避免縱梁寬度轉(zhuǎn)折 處引起應(yīng)力集中而導(dǎo)致車架損壞來看，還要求最好車架前后等寬，但是，考慮到整車的總布置，上述要求往往難以滿足，目前，大學(xué)生方程式賽車應(yīng)用最廣泛的是單體式車架和空間桁架式車架。賽車車架縱梁承擔(dān)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。 賽車車架的要求 1、車架應(yīng)滿足大學(xué)生方程式賽車技術(shù)規(guī)范的要求 2、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(yán)重?fù)p壞。 3、具有足夠的剛度，車架應(yīng)保證賽車的正 常使用，固定在車架上的各個總成和部件的相對位置變化較小，使它們能正常工作。另一方面，當(dāng)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買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 4 度，即扭轉(zhuǎn)剛度不宜過高。 4、車架質(zhì)量要輕，在保證強度的前提下應(yīng)盡量較少車架質(zhì)量以減低材料消耗，制造成本和提高使用的經(jīng)濟性。 5、結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能簡單，便于制造。此外，簡單有效地車架能使車架的質(zhì)量和尺寸盡可能的降低。 6、車架要有一定的韌性。 架的計算 大學(xué)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： 1、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。 2、 確定車架上所有元件中應(yīng)力最大的元件，以及其危險截面。 3、 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。 為了不僅評價車架的柔度以及作用在車元件上的應(yīng)力，而且要弄清變形和應(yīng)力突變處的危險截面以及它們沿車架長度的變化情況，則應(yīng)對通過特征點的一系列橫向平面處的車架撓度、扭轉(zhuǎn)角和應(yīng)力進行計算，計算結(jié)果最好能用沿車架長度繪制出的撓度、轉(zhuǎn)角和應(yīng)力圖表達出來。 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(rèn)為是剛性 的且認(rèn)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。 最簡單的車架的計算，是在對稱載荷（彎曲）作用下簡化為簡單元件的應(yīng)力。 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(xué)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(fù)雜，工作量很大。然而，如果對系統(tǒng)作某些假設(shè)則可使計算簡化。 架綜合實驗要求 車架的實驗內(nèi)容包括：應(yīng)力測定、剛度測定、可靠性測定與耐久性臺架買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 5 試驗臺架試驗、隨整車進行的可靠性道路試驗或者試車場試驗以及使用試驗等。 架的應(yīng)力測定 對車架的應(yīng)力測定可以較快的得出其應(yīng)力分布情況，找出薄弱環(huán)節(jié)和產(chǎn)生的原因以及改進后的效果。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。這對車架的設(shè)計定型很有指導(dǎo)作用。 架的剛度測定 包括對車架的彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度進行測定，測定車架的彎曲剛度時，是在前后軸處設(shè)置剛性支撐并模擬實際負(fù)荷情況下加載。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， 靠性與耐久性臺架試驗 包括車架的彎曲疲勞試驗和扭轉(zhuǎn)疲勞試驗、等副度試驗臺是較為簡單的實驗裝置，有機械式、液壓式和激振式，常用作進行車架的對比試驗，程控疲勞試驗臺能更好的模擬車架在實際使用中的載荷，后者常用于整車狀態(tài)下的疲勞試驗。 整車進行的可靠性道路試驗或試車場試驗以及使用試驗 讓滿載的賽車行駛于試車場專門路段上來進行車架的彎曲疲勞試驗和扭轉(zhuǎn)疲勞試驗。 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(zhǔn)。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 6 第三章 車架類型方案的對比與分析 賽車車架是賽車的主體結(jié)構(gòu)，它為其它部件，如懸架、發(fā)動機、座椅、踏板、傳動裝置等提供安裝的位置，并承受所有部件傳來的力。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。 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。所以它不同于傳統(tǒng)的梯形車架或者管式車架，需要在車架外包裹外殼。 事實上，按嚴(yán)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)。整個制作過程短至數(shù)分鐘便可宣告完成。 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。而且一體式車架先天擁有良好的撞擊保護能力，車頭以及車尾加裝副車架一方面有利于吸收撞擊所造成的沖擊力，另一方面對車架行駛的剛性也有所幫助。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(yán)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。 凡事總有正反兩面，一體式車架生產(chǎn)前的配套投資極其龐大，不適合小批量生產(chǎn)。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。外殼的作用主要是用來營造理想的空間效果，而車架的設(shè)計主要由金屬鋼片構(gòu)成，雖然鋼片已經(jīng)作了開坑的加強韌度處理，但是在物理結(jié)構(gòu)上的剛度，特別是非水平扭動，始終不及桁架式車架。 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。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 7 體式車架 也稱作整體式或承載式式車架。由于一般汽車采用大梁式車架，其車架質(zhì)量重、體積大、重心高的問題，單體式車架的意念是用金屬制成堅固的車身，再將發(fā)動機、懸架等機械零件直接安裝在車身上。這個車身承受所有的載荷，充當(dāng)車架，所以準(zhǔn)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”）。承載式車架由鋼或者鋁經(jīng)沖壓、焊接而成，對設(shè)計和生產(chǎn)工藝的要求都很高。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。 承載式車車架是目前國外賽車車架的主流，因為這種結(jié)構(gòu)將車架和車身二合為一，重量輕，可利用空間大，重心低，而且沖壓成型的制造方式十分適合現(xiàn)代化的大批量生產(chǎn)。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。這問題在日常用車上還不明顯，但對于大馬力、大扭力的高性能跑車，要求有很高的車架剛度，普通承載式車身就顯得剛度不足。 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(xué)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。 架式車架 也可以說是鋼管式車架。由于單體式車架的設(shè)計開發(fā)和生產(chǎn)工藝都復(fù)雜，故其主要用于大批量生產(chǎn)。但是對于中國大學(xué)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。而桁架式車架就比較合適。 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。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 8 第四章 車架的材料以及結(jié)構(gòu) 架材料 的材料力學(xué)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。車架材料與所選定的制造工藝密切相關(guān)。拉伸尺寸較大或形狀復(fù)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(fù)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。鋼材在冷沖壓成型后，其疲勞強度降低，靜強度提高，延伸率較小的材料的降低幅度更大，賽車常用材料在沖壓成型后的疲勞強度一般為 140 160 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。 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(xué)生方程式賽車車架的基準(zhǔn)鋼鐵材料的最低材料要求。賽車的基本結(jié)構(gòu)必須為如下材料制作：圓形、低碳鋼或合金鋼管（含碳量最 小 %1）、最小直徑如下表 3 者采用替代材料，替代材料應(yīng)滿足下文所述）： 表 3準(zhǔn)鋼鐵材料 部件或用途 外徑 *壁厚 主環(huán)和前環(huán)，肩帶安裝桿 防撞結(jié)構(gòu)、前隔板、防滾架支撐、 車手約束部件安裝環(huán) 板支撐 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 9 注：使用的合金鋼不允許比低碳鋼的薄 另外，規(guī)則中除了主環(huán)和主環(huán)支架必須用剛才外，其它可以使用替代的管件和材料，但是已被焊接的鈦管不能在基本結(jié)構(gòu)中使用，這包括支架和管件之間的連接件或其他部件和管件之間的連接件。替代鋼管最小壁厚如下表3 表 3小壁厚要求 材料和用途 最小壁厚 主環(huán)、前環(huán)鋼管 滾架支撐、前隔板、車手約束連接件 防撞結(jié)構(gòu)和前隔板支撐鋼管 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。 備注 2：為了保持相同的屈服強度和極限拉伸強度，必須保持鋼材相同的橫截面積。 而且，規(guī)范上還規(guī)定，對于替代的另一種材料 鋁管的最小壁厚要求為至少 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(xué)性能以及技術(shù)規(guī)范的要求， 4130 鋼滿足要求。 另外，在選擇了材料之后，為了盡可能的降低車架的質(zhì)量，在滿足技術(shù)規(guī)范的要求下，應(yīng)盡可能的用小的外徑和壁厚，但同時必須滿足車架 的強度買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 10 和扭轉(zhuǎn)剛度等力學(xué)性能。這一部分在下文中會有詳盡敘述，這里不再簡述。 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。 空間桁架結(jié)構(gòu)是一種十分傳統(tǒng)的也是在比賽中最為常見的車架。 架應(yīng)力的消除 對于車架這種大型焊接件采用自然時效、回火時效來消除焊接應(yīng)力收效甚微，必須采用共振時效來消除或者降焊接應(yīng)力，具體措施如下：用一臺振動頻率為 50 90 振力可達 500 900 機械激振器，將車架放在大與車架 的平臺上，用彈性墊將其支撐牢固，最佳支撐位置在振動的節(jié)點上。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(dāng)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/圍內(nèi)，一般需要維持共振狀態(tài) 15 20常 對于較輕的賽車車架，可采用并聯(lián)或聯(lián)法放在平臺上進行。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 11 第五章 大學(xué)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。這些系統(tǒng)決定了車架最基本的結(jié)構(gòu)和形 狀。空間框架結(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。懸架和車架的連接點、搖臂盤、以及其他受力點都盡可能地布置在靠近車架節(jié)點地位置，以便減小應(yīng)力矩和位置誤差。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。 大學(xué)生方程式賽車的車架是賽車的整體外形框架，它的設(shè)計的可以很大程度的決定賽車的外形特征，個性、美化的車架加上車身很容易給人以震撼的感覺，同時也更容易給人以好感。但是，大學(xué)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。 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。賽車整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計必須考慮賽車整體結(jié)構(gòu)的布置：駕駛艙的布置，發(fā)動機的布置，水箱油箱的布置，軸距的分配，輪距的大小等。 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 4車防滾架是一組鋼管組合件（有可拆卸和不可拆卸兩種），使用冷拔無縫碳素鋼管彎制而成，安裝時一根一根按照車廂內(nèi)部的輪廓進行 連接或焊接的。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。 防滾架所用的鋼管材質(zhì)和抗扭曲度是根據(jù)車身重量而定的，一般要能夠承受兩倍以上車身重量的沖擊。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。因此拉力賽車和越野賽車防滾架的強度（強度和場地賽沒分別）更高，管件構(gòu)造更密集。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買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 12 和抗扭曲度的作用。因為防滾架的焊接固定均是選取車身底盤比較堅固、承重的位置，比如底盤框架鋼梁，以及前后 避震器座。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。賽車防滾架既可焊接固定，也可用螺栓固定，或者兩種方法混合使用。防滾架安裝時，應(yīng)盡可能靠近車體。車手所坐的區(qū)域是最重要的，因此該區(qū)域的防滾架搭建也是最重要的。主體防滾護欄、支 撐杠（ B 柱間的主框 架）、允許使用的加強支撐杠在與車體連接固定時，必須盡可能選擇車體堅固受力的地方，其固定點必須裝有一塊 加固板。在車手身體、頭盔可能同防滾架接觸的位置必須加設(shè)不易燃的柔性防護墊。另外，必須使用冷彎法制作防滾護欄的拐角處，如鋼管在彎曲時形成橢圓，則鋼管變形的比率必 須在 上。有了防滾架，車子遇到撞擊、翻滾等嚴(yán)重事故時，即使車身外部慘不忍睹， 車內(nèi)的車手也會安然無恙。 圖 4車車架的基本結(jié)構(gòu) 長度方向上 ,發(fā)動機如 圖 示，尺寸為 610了是賽車整體尺寸降低，采用發(fā)動機縱置，鏈傳動的形式，因此，賽車車架主環(huán)到后軸的距離至少為 610采用鏈傳動時，為了較好的傳動， 發(fā)動機法蘭盤的中線到后軸中 線的水平距離至少為 255發(fā)動機的形式，發(fā)動機法蘭盤面到發(fā)動機縱置時的后端面的距離為 306此，車架主環(huán)到后軸中買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 13 線的距離至少為 610+（ 306=661人體工程學(xué)， 65165尖距離后背最后點的距離大致為 1100外，制動踏板以及制動輪缸的最前端距離腳尖大概有 500距離。由于后懸架的上叉臂的張開寬度約為 200此，后軸軸線距離車架最后端的距離至少為 100 因此，車架 的長度約為 661+1100+500+100=此范圍內(nèi)架上 200以使加工安裝時的預(yù)備尺寸更加合理，車架的長度約為 2630 寬度方向上，內(nèi)操縱艙必須能讓一個自由垂直的橫斷面如 模板水平通過，故內(nèi)操縱艙車架最窄處應(yīng)至少為 350環(huán)底部，至少大于發(fā)動機的長度尺寸 587慮到油箱和水箱放置于發(fā)動機兩側(cè)，故主環(huán)應(yīng)留有約為 650寬度，暫定為 660 高度方向上，安裝懸架位置 點，即上下叉臂高度約為 200 主環(huán)高度最高，由于人體自然駕駛姿勢駕駛時坐高約為 850且主環(huán)最高點與前環(huán)最高點連線至少高于頭頂 50此，主環(huán)高度約為1050 圖 4動機模型 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 14 圖 4駕駛艙檢測板 車駕駛艙的設(shè)計 駕駛艙的設(shè)計主要使駕駛員有一個相對安全的的環(huán)境，同時駕駛艙是駕駛員操縱車輛的地方，駕駛艙太小的話會影響駕駛員的操縱靈活性。如果長時間坐于過小的 駕駛艙會對駕駛員的身體有一定程度的損害；駕駛艙過大的話既浪費了材料，又增加了車重。因此，駕駛艙的設(shè)計對賽車車架的設(shè)計相當(dāng)重要。 駕駛艙的要求至少能讓 65165體坐進去。同時大 賽規(guī)則要求，必須滿足一標(biāo)準(zhǔn)版，如圖 水平拖著，并且垂直插入直到它穿過側(cè)防撞結(jié)構(gòu)的頂部管件的底部。 圖 4駛艙檢測板 由于主環(huán)處最寬，定義了 約為 660右 。而由板的形狀，駕駛艙底買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 15 部可以做成梯形以較少材料，降低車重。故前環(huán)與側(cè)防撞最高車管件的焊接處距離主環(huán)的水平距離至少為 400 內(nèi)艙為駕駛員操縱制動系統(tǒng)以及傳動系統(tǒng)的地方，主要為制動踏板和油門、離合器踏板。人體自然駕駛時腳尖距離后背最后點約為 1100技術(shù)規(guī)范，車架前環(huán)的支架必須延伸到駕駛員前部，因此，前環(huán)支架在車架中心線的 投影，至少在駕駛員腳的前部。又由 圖 環(huán)與前環(huán)之間的距離至少為 600定為可以大致確定前環(huán)與前環(huán)支架的 距離約為 500 車各個系統(tǒng)及零部件在車架上的安裝位置的設(shè)計 車架是賽車的整體框架，賽車的各個系統(tǒng)都在車架上直接或者間接固定，各個系統(tǒng)的布置位置都有一定的要求。一個合格的車架必須滿足各個系統(tǒng)直接或者間接的固定要求。 架系統(tǒng)的安裝位置的設(shè)計 懸架系統(tǒng)是賽車的重要總成之一，它把車架與車輪彈性的連接起來。其主要任務(wù)是傳遞作用在車輪和車架之間的一切力和力矩；緩和路面?zhèn)鹘o車 架的沖擊載荷，衰減由此產(chǎn)生的承載系統(tǒng)的震動，保證汽車的行駛平順性；保證車輪在路面不平和載荷變化時有理想的運動特性，保證賽車的操縱穩(wěn)定性，是賽車獲得良好的行使能力。懸架系統(tǒng)與車架焊接位置，很大程度的影響了懸架系統(tǒng)的工作性能，懸架系統(tǒng)對車架也有相當(dāng)精密的要求。 前懸架的安裝如 圖 4-5(a): 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 16 圖 4a） 前懸架的安裝示意圖 前懸架上 下叉臂的高度為 上叉臂的張開寬度為 下叉臂的張開寬度為 車架投影面上，前上叉臂的中線在車輪前軸線前 ，前下叉 臂的中線在車輪前軸線后 。車架上放置兩個前下懸架的焊點寬度為 430在地面的投影面上，前下叉臂的中線要比前下叉臂的中線長 懸架的上下叉臂如圖 4-5(b)和4c)所示。 因此為滿足前 懸架的要求，車架上叉臂安裝點必須要有高為 部寬為 430，上部寬度為 430+ 車架前懸架支座的安裝應(yīng)在兩根水平的車架管件上，且上部的管件長度不能少于前上叉臂的張開寬度，下部的安裝管件長度不能少于前下叉臂的張開寬度。 前 上 叉 臂4 0 7 . 1 5 0前 下 叉 臂40b） 前上叉臂 圖 4c） 前下叉臂 后懸架的安裝如 圖 4-6(a） ： 后懸架上下叉臂的高度為 上叉臂的張開寬度為 下叉臂的張開寬度與后上叉臂的張開寬度相等， 如圖 4.6(b)。 在車架投影面上，后上叉臂的中線在車輪前軸線前 ，后下叉臂的中線在車輪前軸線后 。車架上放置兩個后下懸架的焊點寬度為 460在地面的投影面上，前下叉臂的中線要比前下叉臂的中線長 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 17 2 0 8 0 0 . 5509 4 4D?530?3207 2 . 861 7 . 142 9 2 84 3 03 3 8 9 4 . 3 8605 6 . 925 6 . 92 8 56 . 72 a） 后懸架的安裝示意圖 圖 4-6(b) 后懸架叉臂 因此為滿足前懸架的要求，車架上上下叉臂支座必須要有高為 于后上叉臂和后