大学生方程式赛车设计论文
方程式赛车动力系统设计(本科毕业设计)
一、设计步骤设计背景:本文基于扬州大学力行车队的方程式赛车进行研究,阐述 FSAE赛车动力系统匹配现状与发展的相关问题。
通过对方程式赛车的电机参数、传动比、电池组容量进行匹配设计,借以寻找一种有效的动力系统优化思路。
在保证赛车动力系统运行水平的基础上,持续改进系统功能及其运行策略,最终进一步提高FSAE 赛车动力系统的运行能力,使得所设计以及制造的方程式赛车能够满足FSAE赛事比赛的要求。
主要内容如下:(1)参考对比国内高校方程式赛车电动汽车的整车布置方式,设计本文所要求设计的扬州大学电动方程式赛车的布置方式;(2)以本校电动赛车基本参数和设计目标为基础进行动力系统参数设计,对电机、传动装置及能源系统进行结构设计和总体性能计算;(3)使用CATIA软件进行系统建模,对电机、电池、控制器以及驱动桥的位置进行合理布置,做好动力系统的总布置图;(4)按照设计任务书中对赛车的动力性和经济性的要求,对赛车的动力系统进行参数匹配,最终确定整车动力系统组成部分的选型。
在Optimum Lap软件中建立赛道模型,通过软件分析方程式赛车的比赛工况;(5)基于CRUISE软件进行赛车的性能仿真,对影响赛车的经济性与动力性的几个因素进行分析,验证所设计的动力系统各部分参数的准确性;二、设计思路图1-3 整体设计技术路线三、设计内容赛车的设计是从赛车的总布置开始,涉及车架、车身、底盘、传动、转动、可靠性和稳定性测试等多方面内容[13]。
纯电动赛车与传统的燃油赛车相比,由于动力源的差异,所以纯电动赛车没有发动机和油箱,代之以动力电池系统以及电机驱动系统。
FSEC纯电动方程式赛车是本着对传统车辆的加速、制动和操纵性能进行创新设计,赛车的总布置是一个穿插赛车设计始末的过程,总布置的确定对赛车的性能有着重要的影响。
三、系统布置整个赛车的组成结构如图2-2所示,主要有驱动系统、能源系统、车架车身、底盘系统等基本结构要素。
图 2-2 整车部分系统布置四、控制系统由于FSAE赛车实质上就是一辆纯电动汽车,因此赛车的动力系统也与纯电动汽车相似,都是由电机和电机控制器组成。
大学生方程式赛车设计(整体车架设计、标准安全系统及座椅附件设计)
毕业设计(论文)题目大学生方程式赛车设计(整体车架设计、标准安全系统及座椅附件设计)2013年5月30 日方程式赛车整体车架设计摘要FSAE赛车是一项以大学生为对象的赛事,旨在为汽车工业培养更多的优秀人才,参赛的赛车全都由各高校研究设计。
由于是为比赛而设计的赛车车架,因此设计时必须要考虑赛事技术规范。
我的毕业设计就是为FSAE 赛车设计车架。
赛车的车架设计必须要考虑赛车发动机、驾驶员的布置以及赛车各个总成的布置。
又由于赛车车架是赛车的主要受力结构,赛车上的几乎所有的结构以及部件都是有车架直接或者间接支撑,所以车架的结构一定要合理,同时强度刚度必须达到一定的要求。
在车架设计之初,要将大赛的有关规定和评分标准完全掌握,对各部件该怎么布置,布置在什么方位有一个清晰的规划。
同时为了使以后的车架结构设计更为合理,我参考了天津大学、湖南大学以及部分国外的车架。
进入设计阶段后,在对比了车架的结构形式后,选择了桁架式的车架。
根据强度要求,选择车架的材料。
在确定了悬架的安装位置后,依据技术规范、赛车的整体布置、发动机以及人体模型确定车架大致的整体尺寸,然后建立几套车架的雏形;再优化车架结构使整体各个系统能合理的布置在车架上,直至使车架结构满足各个方面的要求。
在几套车架结构基本定型以后,开始对车架进行结构受力分析、优化以及对比,选择结构合理质量最轻的车架。
关键词:FSAE,车架,技术规范,发动机,驾驶员FORMUL SAE—A SPACE FRAME DESIGNABSTRACTThe FSAE vehicle race is one takes university student as the sports event of object,for the purpose of creates more outstanding talents for the automobile industry,participating vehicle race all by various university research and designs. As a result of competition vehicle race frame of design, when design must consider the sports event technology standard.My graduation project designs the frame for the FSAE vehicle race. The frame design of vehicle race must consider the the arrangement of arrangement as well as vehicle race each unit of vehicle race engine and pilot. Because vehicle race frame is the main stress structure of vehicle race, almost all structures as well as the parts in vehicle race have the frame direct or indirect support, therefore the structure of frame is certainly reasonable, simultaneously the intensity rigidity must meet certain requirements. At the beginning of the frame designs, must completely grasps the concerned requirements and point scale of big game, how should arrange to various parts, arranges has a clear plan in any position. Simultaneously to make the later vehicle frame design is more reasonable, I have referred to some Tianjin University, Hunan University as well as overseas frames. After being in the design stage, after contrasting the structural style of frame, has chosen the truss-type frame.According to the intensity request, chooses the material of frame. After locating the airflow distribution of suspension fork, according to the overall arrangement, engine of as well as the manikin determination frame approximate overall size technology standard and vehicle race, then establishes the embryonic form of several sets of frame; Optimizes the vehicle frame to enable the overall each system again to arrange reasonably on the frame, until makes the vehicle frame meet the request in each aspect. After several sets ofvehicle frame finalizes basically, starts to carry on the structure analysis of accepting force, to optimize as well as contrast to the frame, optional structure reasonable quality lightest frame.KEY WORDS: FSAE, frame, technology standard, engine, pilot目录第一章赛车概述 (1)§1.1 国外Formula SAE简介 (1)§1.2 中国大学生方程式汽车简介 (2)第二章车架结构特点综述 (3)§2.1 车架的功用与要求 (3)§2.1.1 车架的功用 (3)§2.1.2 对赛车车架的要求 (3)§2.2 车架的计算 (4)§2.3 车架综合实验要求 (4)§2.3.1 车架的应力测定 (5)§2.3.2 车架的刚度测定 (5)§2.3.3 可靠性与耐久性台架试验 (5)§2.3.4 随整车进行的可靠性道路试验或试车场试验以及使用试验 (5)第三章车架类型方案的对比与分析 (6)§3.1 一体式金属车架 (6)§3.2 单体式车架 (7)§3.3 桁架式车架 (7)第四章车架的材料以及结构 (8)§4.1 车架材料的材料力学分析 (8)§4.2 方程式赛车车架材料的技术规范要求 (8)§4.3 车架材料的选择 (9)§4.4 赛车车架的结构 (10)§4.5 车架应力的消除 (10)第五章大学生方程式赛车车架设计 (11)§5.1 赛车整体结构的设计 (11)§5.2 赛车驾驶舱的设计 (14)§5.3 赛车各个系统及零部件在车架上的安装位置的设计 (15)§5.3.1 悬架系统的安装位置的设计 (15)§5.3.2 转向系统安装位置的设计 (17)§5.3.3 传动系统的要求 (18)§5.4 安全系统的要求 (18)第六章赛车车架的结构分析和优化 (21)§6.1 车架在实际环境下的受力 (21)§6.2 车架的结构分析方法 (21)§6.3 有限元分析方法的基本原理 (22)§6.4 有限单元法的分析步骤 (23)§6.5 基于有限元分析方法的车架的分析 (24)§6.6 基于有限元分析方法的碰撞块分析 (24)第七章座椅设计 (26)§7.1 人性化座椅设计 (26)§7.1.1 系统中人和机的职能分工 (27)§7.1.2 体坐姿体压分布 (28)§7.1.3 座垫上的体压分布 (28)§7.2 汽车座椅舒适性设计 (30)§7.2.1 座椅强度的设计 (30)§7.2.2 座椅结构型式的设计 (30)§7.3 座椅蒙皮、椅垫阻燃设 (31)第八章结论 (32)参考文献 (33)致谢 (34)第一章赛车概述§1.1国外Formula SAE简介Formula SAE,是由各国SAE,即汽车工程师协会举办的面向在读或毕业7个月以内的本科生或研究生举办的一项学生方程式赛车比赛,要求在一年的时间内制造出一辆在加速、刹车、操控性方面有优异的表现并且足够稳定耐久,能够成功完成规则中列举的所有项目业余休闲赛车。
毕业设计(论文)-大学生方程式赛车设计(传动及最终传动系统设计)(含全套CAD图纸)
大学生方程式赛车设计(传动及最终传动系统设计)摘要汽车传动系统的基本功用是将发动机输出的动力传递给驱动车轮,传动系统对整车的动力性和设计中一个重要的组成部分。
本文主要研究的是FSAE方程式赛车传动系统的燃油经济性有很大的影响,故传动系统参数的确定是汽车设计,基于我院LS Racing车队三年来的比赛经验和设计理念,对赛车的传动系统进行优化和改造。
本赛车选用的是铃木CBRR600四缸发动机,差速器是选用德雷克斯勒限滑差速器(Drexler),根据发动机的特性参数、档位比和差速器的工作原理,选择合适的链传动比,计算链条的参数,设计差速器固定支架,合理的布置整个传动系统。
针对传动系统各组成部件,采用ANSYS有限元分析软件对零部件进行强度校核,优化结构使其达到质量轻、强度高的目标。
关键字:FSAE,差速器选型,德雷克斯勒限滑差速器,传动系IFormula SAE of china (transmission and final drivesystem)ABSTRACTThe basic function of auto transmission system is transfer engine power to drive wheels .The transmission system has a great influence in dynamic performance .So the parameter of drive system is one of the important part in automobile design .The article mainly research is drive system design of FSAE racing car. The car drive system optimization and transformation is based on LS Racing team competition experience and design concept in the past three years .The racing car engine is choose SUZUKI GSX-R600 have four cylinder engine .The differential is choose Drexler limited slip differential. According to the characteristics of the engine parameters, gear ratio and differential working principle ,that choose the right chain transmission ratio, calculation chain parameters, design the differential fixed bracket, reasonable arrangement of the drive system. Aimed at the transmission system components, use the ANSYS finite element analysis to check intensity of the parts, that optimize structure enables it to achieve light weight, high strength goal.KEY WORD:FSAE, Differential selection, Drexler limited slip differential, the ANSYS finite element analysis目录第一章大赛背景及发展现状 (1)§1.1 赛事背景 (1)§1.2 国外情况 (2)§1.3 国内情况 (2)第二章绪论 (4)§2.1 传动系统的组成 (4)§2.2 传动系统的功能实现 (4)§2.3 FSAE大学生方程式赛车传动系统的特点 (5)§2.4 中国大学生方程式汽车大赛(FSC)传动规则和要求 (6)§2.5 本次传动系统设计任务 (6)第三章赛车动力总成的选择与布置 (7)§3.1 整车参数与主要结构 (7)§3.2 赛车动力性计算 (9)§3.2.1 主减速比确定 (9)§3.2.2 赛车驱动力的计算 (10)§3.3 赛车动力性的验证与优化 (11)§3.3.1 拟合外特性曲线图 (11)§3.3.2 驱动力-行驶阻力平衡图 (12)§3.3.3 发动机功率-行驶阻力功率平衡图 (13)§3.3.4加速度特性曲线 (13)§3.3.5 动力因数图 (14)§3.4 传动方式确定 (14)第四章动力总成与车架的连接及与驱动轮的传动设计 (18)§4.1 差速器固定 (18)§4.2 车轮法兰设计 (20)§4.3 大小链轮的设计 (21)§4.3.1 链轮齿数1Z、和传动2Z比i的计算与确定 (21)§4.3.2齿数的选取原则 (21)§4.3.3 传动比的确定 (21)§4.3.4 链轮的计算与选取 (22)§4.4 差速器的设计与选择 (26)§4.4.1 差速器原理 (26)§4.4.2 差速器的分类 (27)§4.4.3 方程式赛车的差速器结构选择 (31)§4.4.4 差速器选用说明 (32)§4.5 万向节的选择 (32)§4.5.1 万向节的工作原理 (33)§4.5.2 等速万向节的分类 (33)§4.6 此次设计选用的万向节类型 (36)参考文献 (38)结束语 (38)第一章大赛背景及发展现状随着我国汽车工业的崛起,赛车文化日益蓬勃发展,同时为号召十二五时期党中央提出的科技强国口号,在这样一个背景下,2010年首届中国大学生方程式汽车大赛在上海国际赛车场隆重举办。
大学生F1方程式赛车整车设计毕业论文
大学生F1方程式赛车整车设计毕业论文大学生F1方程式赛车整车设计摘要本文基于汽车理论课程实践所做的BAJA赛车模型,并结合FSAE 赛车比赛规则和赛道的布置特点,进行拓展设计一款大学生F1方程式赛车。
从赛车底盘角度出发,本文侧重于汽车车架的设计,因为车架是整车的重要组成部分,它不仅承受着来自路面的各种复杂载荷,同时也是其他总成的安装载体。
通过有限元法对车架结构进行分析,对提高整车的各种性能有重要的意义。
本文根据《中国FSC大赛规则(2012)》要求,首先利用UG6.0软件对赛车车架进行结构设计,建立起多个车架的三维模型,然后将设计出来的多个车架以及BAJA模型的车架导入到有限元软件中,对车架进行静力学分析,通过对比静力和应力分布图分析选出更优秀的车架。
同时对Formula SAE赛车的发动机系统、车轮系统、传动系统、悬架系统、转向系统、制动系统等进行选型和整体布置,然后根据所选的总成参数对整车动力性能进行匹配以及整车动力性能进行分析,从而设计出一款符合大赛要求同时性能优异的赛车。
关键词:UG,大学生F1方程式赛车,车架,有限元分析,动力匹配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 combinations 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 complex surface load, at the same time it is the carrier to installthe 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 People's Republic of China》requires, first of all, using the software of UG6.0 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 comparing 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 competition and also have performances.KEY WORDS:UG, the formula 1 racing car of College students, frame ,finite element analysis , dynamic matching.目录第一章绪论1.1、 Formule SAE概述1.1.1、背景1.1.2、发展及现状1.2、任务及目标第二章赛车总体参数与主要总成的选择2.1、概述2.1.1、总体设计因满足的要求2.1.2、总体设计的目的2.2、汽车形式的选择2.2.1、轴数2.2.2、驱动形式2.2.3、布置形式2.3、汽车主要参数的选择2.3.1、汽车主要尺寸的确定2.3.2、汽车质量参数的确定2.3.3、汽车动力性参数的确定2.4、发动机的选择2.4.1、发动机限制2.4.2、发动机主要性能指标的选择2.4.3、进气系统2.4.4、排气系统2.5、传动系统2.5.1、变速箱性能参数的确定2.5.2、主减速器及差速器的确定2.6、轮胎和轮辋的选择2.7、悬架系统的选择2.7.1、比赛要求2.7.2、悬架的作用2.7.3、悬架的分类2.7.4、悬架的选择2.7.5、方程式赛车悬架的特殊性2.8、制动系统的选择2.8.1、制动系统要求2.8.2、制动器的分类2.8.3、制动器的选择2.9、转向系统的选择2.9.1、转向的要求2.9.2、转向系的确定2.10、车架形式的选择2.10.1、车架的定义2.10.2、车架的设计2.10.3、车架的分类第三章赛车整车的总体设计3.1、车架的设计3.1.1、车架的设计流程3.1.2、车架设计要求3.1.3、名词解释3.1.4、车架设计过程3.1.4.1、前环以及前斜撑设计3.1.4.2、主环设计3.1.4.3、支撑要求3.1.5、车架材料的选择3.1.6、车架焊接方式的选择3.2、其他部件的三维建模3.2.1、发动机总成以及变速箱三维建模3.2.2、制动总泵以及各个踏板的三维建模3.2.3、悬架系统建模3.2.4、制动系统的三维建模3.2.5、车轮三维建模3.2.6、后驱动桥三维建模3.2.7、转向系统的设计3.2.8、油箱三维模型的建立3.2.9、车身的设计3.2.10、座椅的设计3.2.11、赛车的总装第四章整车设计中的关键问题4.1、车架强度校核4.1.1、有限元软件介绍4.1.2、有限元模型的建立4.1.3、模型的简化及建立4.1.4、网格划分4.1.5、车架静力学分析4.1.5.1、车架静态载荷分析4.1.5.2、工况分析及边界条件处理4.1.5.3、弯曲工况分析4.1.5.4、制动工况的分析4.1.6、车架刚度分析4.1.6.1、车架扭转刚度分析4.1.6.2、车架弯曲刚度分析4.1.7、车架模型(二)的有限元模型分析4.2、动力系统计算匹配及评价4.2.1、概述4.2.2、动力性能计算4.2.2.1、动力性相关公式4.2.2.2、计算过程及结果4.2.2.3、本节结论第五章结论参考文献致谢绪论1.1、Formule SAE概述1.1.1、背景Formula SAE,是由各国SAE,即汽车工程师协会举办的面向在读或毕业7个月以内的本科生或研究生举办的一项学生方程式赛车比赛,要求在一年的时间内制造出一辆在加速、刹车、操控性方面有优异的表现并且足够稳定耐久,能够成功完成规则中列举的所有项目业余休闲赛车。
Get格雅毕业设计(论文)-大学生方程式纯电动赛车(总体设计)(含全套CAD图纸)
毕业设计〔论文〕-大学生方程式纯电动赛车〔总体设计〕〔含全套CAD图纸〕大学生方程式纯电动赛车〔总体设计〕摘要本文详细介绍了本次设计的方法及指导思想,本次设计的内容是大学生方程式纯电动赛车的设计。
纯电动汽车是指以车载电源为动力,用电机驱动车轮行驶,符合道路交通、平安法规各项要求的车辆。
由于对环境影响相对传统汽车较小,其前景被广泛看好,但当前技术尚不成熟。
随着计算机和电子产品继续开放级骑,电动车技术已经成熟和完善,使驾驶变得更平安,方便,灵活,舒适。
现在,从普通消费者从很远的电动车,只有在少数人匆忙它时髦。
电力汽车可以真正传统燃料汽车在未来竞争的汽车市场,最终会和智能汽车的电动汽车代替。
这只是时间问题。
在设计过程中,我是从电动机和电池的选择入手,为了使汽车获的最高行驶速度,经过计算选择了电机和电池。
在选好电机和电池后,和设计燃油汽车的底盘一样,并同时综合电动汽车的结构特点,对汽车的传动系统,行驶系统,转向系统,制动系统进行一一分析和布置。
在这为纯电动赛车车设计底盘的过程中,要特别注意电动汽车与燃油汽车不同的地方。
在我所设计的这辆纯电动赛车上,它的传动系很简单,是电机直接和主减速器用链传动直接连接,这样整个底盘的总布置也可以变的很自由。
关键词:纯电动赛车,电机,电池,底盘总布置ABSTRACTThis paper introduces in detail the design methods and the guiding ideology, the content of this design is a college student equation of pure electric car design. Pure electric car is powered by car power, with the motor driven wheel driving, conform to the requirements of road traffic and safety regulations of the vehicle. Because of less environmental impact compared with the traditional cars, its prospect is widely, but the current technology is not mature. With the computer and electronic products continue to open-class ride, electric car technology has matured and improved, making driving safer, convenient, flexible and comfortable. Now, the electric car from the ordinary consumer from very far, only a few people in a hurry fashionable it. Electric cars can really traditional fuel vehicles to compete in the future automotive market will eventually be electric cars and smart cars are replaced. This is only a matter of time that day will come for.In the design process, first is to the selection of motor and battery, in order to make the car won the highest speeds, I chose the motor and battery after calculation. After chooses the electrical machinery and the battery, is same with the design fuel oil automobile chassis, and simultaneously synthesizes the electric automobile the unique feature, to the automobile transmission system, the travel system, the steering system, the braking system carries on analyses and the design. In the car chassis design process for electric vehicles, it is important to pay special attention to the different parts of the electric vehicles and fuel cars. The electric car’s drive train I designed is very simple. motor and reducer connected directly with chain transmission, so the layout of the whole chassis is free.KEY WORDS: electric car, electromotor, the battery, the chassis layout目录第一章大学生方程式赛车介绍 (1)§1.1 FSAE 赛车起源 (1)§1.2 FSAE 赛车现状 (2)§1.2.1 赛车现状 (2)§我校赛车现状 (2)第二章纯电动汽车 (3)§2.1 纯电动汽车的开展 (3)§2.1.1 电动汽车电池开展 (3)§2.1.2 电动汽车行业开展 (4)§2.1.3 中国汽车驶入“无油〞时代 (4)汽车优点 (5)§2.3 开展现状 (6)§2.3.1 兴旺国家现状 (6)§2.3.2 中国现状 (8)§2.4 电动车的未来开展方向 (8)大学生方程式纯电动赛车开展状况 (10)第三章赛车总体设计 (12)§3.1 赛车总体设计概述 (12)§3.1.1 总体设计要求 (12)§3.1.2 总体设计目标 (13)整车结构 (13)总体设计进度概述 (14)§3.1.5 课题的意义 (15)§3.2 赛车总体设计的一般顺序 (16)§3.3 赛车各系统设计 (18)§3.3.1 悬架系统设计 (18)§3.3.2 转向系统设计 (19)§3.3.3 制动系统设计 (19)§3.3.4 车架设计 (20)第四章赛车主要参数的初步确定 (22)§主要参数 (22)§4.1.1 主要技术参数 (22)§4.1.2 电动机的选择 (23)§4.1.3电动车电池面临的主要问题 (25)§4.1.4电动车电池的选择 (26)§4.1.5 轮胎的选择 (27)§4.2 赛车主要设计参数确实定 (28)§4.2.1 性能参数的计算 (28)§4.2.2 整车尺寸参数 (30)§4.3.3 主要技术参数 (31)第五章赛车动力性分析 (33)§5.1 行驶稳定性计算 (33)§5.2 动力性计算 (34)第六章赛车的底盘总布置 (37)§6.1 整车布置的基准确实定 (37)§6.2 赛车布置 (37)总结 (40)参考文献 (41)致谢 (44)第一章大学生方程式赛车介绍§1.1 FSAE 赛车起源Formula SAE 赛事1980年在美国举办第一次比赛以来,现在已经成为汽车工程学会的学生成员举办的一项国际赛事,其目的是设计、制造一辆小型的高性能方程式赛车,并使用这辆自行设计和制造的赛车参加比赛。
大学生方程式赛车整车设计
104AUTO TIMEAUTOMOBILE DESIGN | 汽车设计大学生方程式赛车整车设计姜沛羽 任峰 李龙海长春师范大学工程学院 吉林省长春市 130032摘 要: 赛车的整车设计是赛车制造过程中的第一步也是最重要的一步,本文中写明长春师范大学工程学院车辆工程专业根据FSEC 规则设计的赛车的整车设计方案,详细的论述了该车的整车主要参数、悬架、转向、电气、车架等方面的设计方案。
关键词:FSEC 赛车;整车设计;转向系统;电气系统;车架1 引言中国大学生电动方程式汽车大赛(FSEC)是由中国汽车工程学会主办,考验各个有汽车专业高校学生在汽车设计与制造方面能力的比赛,全国多所院校参加。
本文围绕本次大赛长春师范大学新时代车队自主设计的赛车展开,分析了该车的整车主要参数、悬架、转向、电气、车架等方面的设计,并通过对实车的测试,验证的设计过程的合理。
2 整车主要参数整车的设计理念是在兼顾大赛规则、成本、性能等因素下尽量选择合适的轴距,同时做好承重合理分布、前后轴载荷的均匀分配。
轴距和轮距是很重要的参数,轴距的大小会影响到整车的质量和中心的额位置,增加轴距长度,会提高抗俯仰和横摆性能增强稳定性,但同时会一定程度上影响汽车的灵活性。
综合考虑到轻量化、重心位置等因素,将轴距定为1650mm以达到理想的性能。
根据大赛规则,车辆的最小轮距不可以小于最大轮距的75%,轮距的选择决定了汽车的横向宽度、横向稳定性等因素,综合考虑,前轮轮距定为1220mm,后轮轮距定为1180mm,并确定汽车总宽1220mm,考虑到车架的长度,将汽车总长定为2450mm。
3 悬架系统设计悬架系统采用了推杆不等长双横臂独立悬架,并选用10英寸铝合金轮辋、Hoosier43105轮胎。
通过ANSYS分析,确定了推杆长度以及最佳焊点,并在后期的调试中进行了严谨的修改,以保整车的最佳状态。
4 转向系统设计在比赛中,八字绕环和高速避两个项目对赛车的转向系统提出了很高的要求,因为车身较轻,故采用了无助力的机械式转向器并将其附于车架底部。
毕业论文-梦想4.0号赛车行驶系设计
毕业设计说明书中北大学“梦想4.0号”赛车行驶系设计学生姓名:李元伟学号:**********学院:机械与动力工程学院专业:车辆工程指导教师:***2017年6月中北大学“梦想4.0号”赛车行驶系设计摘要随着2010年我国开始举办大学生方程式赛车比赛以来,越来越多的高校开始了对FSAE赛车的研究、制造与调试。
到2017年,我国大学生方程式汽车大赛由刚开始的20多支车队发展到了80多支。
为了我校行知车队在2017年10月襄阳举办的第八届中国大学生方程式汽车大赛中取得优异的成绩,本文对新一季的“梦想4.0号”赛车的行驶系统进行了设计与优化。
根据2017年方程式大赛规则,结合以往设计经验,对“梦想4.0号”赛车悬架和车架进行设计计算。
在悬架方面,对悬架类型进行了选型,选定车轮定位参数以进行了悬架几何设计和刚度与阻尼的计算。
在车架方面,基于人机工程学和赛车总布置要求,对车架进行了设计。
然后利用CATIA软件对悬架总成和车架进行了三维建模。
利用ADAMS/Car对车轮定位参数以及侧倾中心高度进行了仿真,分析各参数随轮跳的变化规律,找出其不合理的性能参数,用ADAMS/insight对其进行多目标优化。
并用ADAMS/Car 对车轮中心刚度、乘适刚度、侧倾刚度和传动比进行仿真,仿真结果和理论设计计算进行对比,验证理论计算的正确性。
用ANSYS软件对悬架关键零部件摇臂进行了有限元仿真分析,验证其强度是否符合要求。
对于车架的分析,本文用ANSYS对车架进行多种工况下的强度分析,以及进行了扭转刚度、弯曲刚度的仿真分析与计算,结果表明“梦想4.0号”赛车车架符合强度与刚度要求。
关键词:大学生方程式赛车,悬架系统,车架,仿真分析,有限元Design of the running system of"dream4.0"racing carat North Central UniversityabstractSince2010,our country began to hold the formula racing competition,more and more colleges and universities began to study,manufacture and debug the FSAE racing car.By 2017,our university formula automobile competition had developed from more than20 teams in the beginning to more than80.n order to achieve the excellent results of the eighth Chinese college students'Formula One car race held in Xiangyang in October2017,this paper designed and optimized the driving system of the"Dream4.0"racing car in the new season.According to the formula competition rules of2017,combined with the past design experience,the design and calculation of the suspension and frame of"dream No.4"racing car were carried out.In the aspect of suspension,the type of suspension is selected,and the parameters of wheel alignment are selected to do the geometric design of suspension and the calculation of stiffness and damping.In the frame,based on the ergonomics and the general layout requirements of the car,the frame was designed,and then the3D modeling of the suspension assembly and the frame was carried out by using CATIA software.The wheel alignment parameters and the roll center height are simulated by using ADAMS/Car.The change rules of each parameter with wheel jump are analyzed,and the unreasonable performance parameters are found.The multi-objective optimization is carried out by using ADAMS/insight.The ADAMS/Car is used to simulate the wheel center stiffness,ride stiffness,roll stiffness and transmission ratio.The simulation results are compared with the theoretical design calculations to verify the correctness of the theoretical calculation.The finite element simulation analysis of the rocker arm of the key parts of suspension is carried out by using ANSYS software to verify whether the strength meets the requirements.For the analysis of the frame,this paper used ANSYS to analyze the strength of the frame under various conditions,and the torsion stiffness,bending stiffness calculation and simulation analysis,results show that the"dream4"car frame with strength and stiffness requirements.Key words:FSAE racing,Suspension System,Frame,Simulation analysis,Finite element目录1、绪论 (1)1.1课题研究背景 (1)1.2FSAE赛车行驶系国内外研究现状 (3)1.2.1FSAE赛车行驶系国外研究现状 (3)1.2.2FSAE赛车行驶系国内研究现状 (4)1.3课题研究的内容及目的 (5)2、“梦想4.0号”赛车前后悬架设计 (7)2.12017中国大学生方程式大赛规则对悬架系统的设计要求 (7)2.2“梦想4.0号”赛车赛车轮胎、轮辋的选型以及减震器选择 (7)2.3“梦想4.0号”赛车悬架系统的选型 (9)2.4“梦想4.0号”赛车悬架参数与设计 (10)2.4.1车轮定位参数的选定 (10)2.4.2“梦想4.0号”赛车悬架几何设计 (13)2.4.3悬架刚度与阻尼的计算 (17)2.5悬架关键零部件设计 (24)3、“梦想4.0号”赛车车架设计 (29)3.1FSAE赛车车架介绍 (29)3.2车架材料选择 (30)3.3车架结构设计 (31)3.4车架有限元分析 (34)3.4.1车架不同工况强度分析 (34)3.4.2车架刚度仿真分析 (38)4、“梦想4.0号”赛车悬架仿真 (41)4.1车辆动力学介绍 (41)4.2FSAE建模介绍 (41)4.3“梦想4.0号”赛车前悬建模及仿真分析 (41)4.3.1前悬建模 (41)4.3.2前悬运动学仿真分析 (43)4.4“梦想4.0号”赛车后悬建模与仿真 (50)4.4.1后悬建模 (50)4.4.2后悬运动学仿真分析 (52)5、2016参赛纪实 (57)6、总结与展望 (59)6.1总结 (59)6.2展望 (59)附录 (61)参考文献 (64)致谢 (66)1、绪论1.1课题研究背景FSAE(Formula Society of Automotive Engineers)方程式汽车大赛最早起源于1978年,那时美国举行了一个叫迷你印地(Mini Indy)的小型方程式赛车比赛。
毕业设计(论文)大学生方程式赛车设计(制动与行走系统设计)(含全套cad图纸)
大学生方程式赛车设计(制动与行走系统设计)摘要Formula SAE赛事1980年在美国举办第一次比赛,现在已经是为汽车工程学会的学生成员举办的一项国际赛事,其目的是设计、制造一辆小型的高性能方程式赛车,并使用这辆自行设计和制造的赛车参加比赛。
中国大学生方程式赛车比赛的组织与开展始于2010年,至今已成功举办了三届。
本文主要阐述了在中国大学生方程式汽车大赛组委会制定的规则下,如何设计一辆Formula SAE 赛车的制动系统。
设计采用的是前盘后盘的液压双回路制动系方案。
它的工作原理是利用与车身(或车架)相连的非旋转元件和与车轮(或传动轴)相连的旋转元件之间的相互摩擦来阻止车轮的转动或转动趋势,亦即由制动踏板的踏板力通过推杆和主缸活塞,使主缸油液在一定压力下流入轮缸,并通过轮缸活塞推使制动衬片夹紧制动盘产生摩擦力矩,从而产生制动力,使车轮减速直至停车。
由于赛车本身质量较小,很多地方不能按常规的设计方法进行设计,我主要采用了市场调研的方法,先选取一些类似的车型,依据它们的制动系统结合赛车的实际情况反复验证,通过极限算法计算出完全制动时制动盘的最小尺寸。
同时在极限工况下对几个危险截面的零件的强度进行了校核,使其满足要求。
同时利用UG软件进行了建模,以辅助后续工作的顺利进行。
关键词:Formula SAE,赛车,制动,校核FORMULA RACING BRAKE AND WALKINGSYSTEM DESIGNABSTRACTFormula-SAE launched in the USA in 1980, Formula-SAE is now an international competition for Society of Automotive Engineers student members to form teams for the purpose of designing, building and competing in a small high-performance race car.The article discusses how to design a Formula SAE car's braking system。
方程式赛车转向系统设计(转向系统)
毕业设计(论文)题目大学生方程式赛车设计(转向器设计)2013年 5 月30 日方程式赛车转向系统设计(转向系统)摘要赛车转向系的设计对赛车转向行驶性能、操纵稳定性等性能都有较大影响。
在赛车转向系设计过程中首先通过转向系统受力计算和UG草图功能进行运动分析,确定转向系的传动比,确定了方向盘转角输入与轮胎转角输出之间的角传动比为3.67;运用空间机构运动学的原理,采用Matlab软件编制转向梯形断开点的通用优化计算程序,确定汽车转向梯形断开点的最佳位置,从而将悬架导向机构与转向杆系的运动干涉减至最小;然后采用UG运动分析的方法,分析转向系在转向时的运动,求解内外轮转角、拉杆与转向器及转向节臂的传动角、转向器的行程的对应关系,为转向梯形设计及优化提供数据依据。
完成结构设计与优化后我们对转向纵拉杆与横拉杆计算球铰的强度与耐磨性校核以及对一些易断的杆件进行了校核计算,确保赛车有足够的强度与寿命。
完成了对转向轻便性的计算,我们计算了转向轮的转向力矩M,转以及转向盘回转总圈数n,以确认是否达到赛车规则中转向盘上作用力p手所规定的要求以及转向的灵活性与轻便性。
最后我们建立三维模型数据进行预装配,在软件上检查我们设计的转向系是否存在干涉等现象以及检查我们的转向系是否满足我们的设计要求,对我们的设计进行改进。
关键词:赛车,转向,UG,转向梯形,运动分析,齿轮齿条The design of Formula front and rear suspension andsteering system (steering system)ABSTRACTSteering System Design of a car has a significant impact of driving performance, steering stability. In the car design process, first through the steering force calculations and the UG kinetic analysis we determine the ratio of steering system, the relationship between the wheel angle input and output; The principles of spatial mechanism kinetics and a related optimization program by using Matlab are applied to the calculation of the spatial motion of the ackerman steering linkage. By using the method,the interference between suspension guiding mechanism and steering linkage is minimized; then UG kinetic analysis is used to analysis the motion of steering system when turning and calculating the corresponding relation between the turning angle of inside and outside wheels, the transmission angle of steering linkage and steering box or steering linkage and track-rod, and steering box stroke. And it provides a theoretical basis for designing and optimizing the steering trapezoidal mechanism.After the work we calculate the ball joints tie rod strength and wear resistance, and some calculations was made on some dangerous bars, to ensure the car has enough strength and life. After carrying out a complete calculation of the portability, we calculate the torque of the wheel, the force of steering wheel on the hands and the total number of turns , to meet the requirements in the car rules. Finally, we set up pre-assembled three-dimensional model data, checking the steering we designed whether there is interference phenomena and to examine whether our steering meet our design requirements, to improve our design.KEY WORDS:FSAE,UG, steering trapezoid, motion analysis, rack and pinion目录第一章绪论 (1)§1.1 Formula SAE 概述 (1)§1.1.1 背景 (1)§1.1.2 发展和现状 (2)§1.2 中国FSAE发展概况 (2)§1.3 任务和目标 (3)第二章转向系设计方案分析 (4)§2.1 赛车转向系概述 (4)§2.2 转向系的基本构成 (4)§2.3 转向操纵机构 (4)§2.4 转向传动机构 (6)§2.5 机械式转向器方案分析 (6)§2.5.1 齿轮齿条式转向器 (6)§2.5.2 其他形式的转向器 (8)§2.5.3 转向器形式的选择 (9)§2.6 赛车转向系统传动比分析 (9)§2.7 转向梯形机构的分析与选择 (10)§2.7.1 转向梯形机构的选择 (10)§2.7.2 断开式转向梯形参数的确定 (10)§2.7.3 转向系内外轮转角的关系的确定 (12)§2.7.4 MATLAB内外轮转角关系曲线部分程序 (14)第三章转向系主要性能参数 (16)§3.1 转向器的效率 (16)§3.1.1 转向器的正效率η+ (16)§3.1.2 转向器的逆效率η- (17)§3.2 传动比的变化特性 (17)§3.2.1 转向系传动比 (17)§3.2.2 力传动比与转向系角传动比的关系 (18)§3.2.3 转向系的角传动比wo i (19)§3.2.4 转向器角传动比及其变化规律 (19)§3.3 转向器传动副的传动间隙Δt (20)§3.3.1 转向器传动间隙特性 (20)§3.3.2如何获得传动间隙特性 (21)§3.4 转向系传动比的确定 (22)第四章齿轮齿条式转向器设计与计算 (23)§4.1 转向系计算载荷的确定 (23)§4.1.1 原地转向阻力矩MR的计算 (23)§4.1.2 作用在转向盘上的手力Fh (23)§4.1.3转向横拉杆直径的确定 (24)§4.1.4初步估算主动齿轮轴的直径 (24)§4.2 齿轮齿条式转向器的设计 (25)§4.2.1 齿条的设计 (25)§4.2.2 齿轮的设计 (25)§4.2.3 转向横拉杆及其端部的设计 (25)§4.2.4齿条调整 (26)§4.2.5转向传动比 (27)§4.3 齿轮轴和齿条的设计计算 (28)§4.3.1 选择齿轮材料、热处理方式及计算许用应力 (28)§4.3.2 初步确定齿轮的基本参数和主要尺寸 (29)§4.3.3确定齿轮传动主要参数和几何尺寸 (30)§4.4 齿轮齿条转向器转向横拉杆的需要全套设计请联系Q Q1537693694运动分析 (31)§4.5 齿轮齿条传动受力分析 (32)§4.6 齿轮轴的强度校核 (32)§4.6.1轴的受力分析 (32)§4.6.2判断危险剖面 (33)§4.6.3轴的弯扭合成强度校核 (33)§4.6.4轴的疲劳强度安全系数校核 (33)第五章转向梯形的优化设计 (36)§5.1 目标函数的建立 (36)§5.2 设计变量与约束条件 (37)§5.2.1 保证梯形臂不与车轮上的零部件发生干涉 (37)§5.2.2保证有足够的齿条行程来实现要求的最大转角 (38)§5.2.3保证有足够大的传动角α (38)第六章基于UG运动仿真的转向梯形设计与优化 (41)§6.1 建立UG三维模型 (41)§6.2 基于UG工程图模块的转向机动图 (42)§6.3 UG模型以及基于UG高级仿真的零部件校核 (42)§6.4 UG装配模型检查干涉问题 (43)第七章结论 (44)参考文献 (45)致谢 (46)第一章绪论§1.1 Formula SAE 概述§1.1.1 背景Formula SAE 赛事由美国汽车工程师协会(the Society of Automotive Engineers 简称SAE)主办。
大学生方程式赛车气动性优化设计毕设论文
河北工业大学毕业论文作者:学号:110322学院:系(专业):车辆工程题目:大学生方程式赛车气动性优化设计指导者:讲师(姓名) (专业技术职务)评阅者:(姓名) (专业技术职务)2015年 05月 21 日目录1.绪论 (1)1.1课题研究的背景及意义 (1)1.2车身气动性研究现状 (2)1.3研究内容 (3)1.3.1 使用UG对车身进行建模 (5)1.3.2 前期处理 (6)1.3.3 边界条件设定 (6)1.3.4 FLUENT计算结果 (6)2.赛车空气动力学特性 (6)2.1负升力产生原理 (8)2.2空气动力学附加装置 (8)2.2.1前负升力翼 (9)2.2.2后负升力翼 (10)3 空气动力组件与车身的CAD初步模型................... 错误!未定义书签。
4 空气动力组件与车身的前期处理 (13)4.1 模型检查 (15)4.2 设置网格参数 (16)4.3 网格划分并检查质量 (17)5 空气动力组件与车身的流体分析 (17)5.1边界条件 (18)5.2 外流场分析 (19)结论 (24)参考文献 (24)致谢 (27)1. 绪论1.1课题研究的背景及意义车身流体力学是车体与周围空气相对运动的研究时产生的相互作用和运动。
气动性的优劣直接影响汽车上的经济性,动力性能,乘坐舒适性和操纵稳定性。
汽车气动性的优化设计是目前汽车车身设计的一个重要方向,这直接影响的汽车的性能。
大学方程式赛车的研究,国内车队,空已经有了一定的研究基础,气动性的优化设计已经被各个车队所重视。
在日后更高规格的比赛中气动性的优化设计已经成了必不可少的一部分,大学方程式是一场内场场地比赛,其对轮胎和场地的要求较高,在比赛的第一部分要求讲解赛车的设计理念与过程,并展示仿真分析;在比赛的第二部分就是要展示汽车的整体性能在赛制要求下以最快的速度完成比赛,方程式赛车为了跑的更快展示更大的功率就要以牺牲车重为代价,这是增加空气动力学套件就可以解决车重过轻的问题。
大学生方程式赛车(总体设计)毕业设计(论文)
河南科技大学毕业设计(论文)题目大学生方程式赛车设计(总体设计)大学生方程式赛车设计(总体设计)摘要本次毕业设计为期二个多月,进行了方程式赛车的总体设计。
在设计中,主要运用了对比分析的方法,各项参数通过优化设计和UG、MATLAB等进行优化。
初期阶段,我们根据2011年大学生方程式汽车大赛规则确定了赛车整体布置方案,并进行论证与分析,初步确定赛车主要参数。
通过计算与对比,确定发动机型号,初选传动系最大传动比、最小传动比。
中期阶段,我们设计中使用UG6.0三维软件对各个零部件总成进行建模和整体装配,并进行悬架、转向的运动干涉分析。
利用发动机动力特性曲线特点,用MATLAB软件绘制出赛车驱动力-行驶阻力平衡图、加速度曲线图等,并详细计算赛车燃油经济性。
最后阶段,利用UG7.5进行导出赛车总体布置二维工程图,并制成总体参数表,并将第一代赛车与第二代赛车进行对比分析。
对于考虑到的实际生产中可能发生变化的悬架、车架和转向部件,预留方案。
通过本次毕业设计,了解和掌握了对汽车进行总体设计的步骤和方法,巩固了本专业的所学的专业知识,增强了搜集资料、整合资料的能力,这些将为我毕业以后从事汽车设计工作打下良好的基础。
关键词:FSAE,总体参数,参数确定,总布置、赛车动力性、燃油经济性ABSTRACTFor two months, My graduation design is the overall design of the formula racing. we used the contrast analysis method mainly in the design, through optimizing the parameters optimization design and optimization of UG MATLAB, etc.Initial stage, we according to 2011 auto contest rules determine college equation overall layout of the car, and the demonstration and analysis, the main parameter is determined primarily racing. Through calculation and comparison, sure engine type, primaries drivetrain maximum transmission ratio, minimum transmission.The intermediate stage, we design UG6.0 3d software used in various parts of assembly for modeling and whole assembly, and suspension, steering movement interference analysis. Use of engine power characteristic curve characteristic, MATLAB software mapped drive car driving forces - resistance balance figure, acceleration curve, and etc, and detailed calculation racing fuel economy.The final stages UG7.5 are derived by car, general layout, and two-dimensional engineering graphics overall parameter table, and made the first generation and the second generation racing cars are compared and analyzed. For considering the actual production of may change suspension, frame and steering parts, obligate scheme.Through the graduation design, I understand and master the overall design of car of the steps and method, the professional knowledge of professional knowledge, enhance the data collection and integration of information, these ability after my graduation will be engaged in car design lay a good foundation for the job.KEY WORDS:FSAE, general parameters, parameter identification, general arrangement,the car power, fuel economy特殊符号m a 汽车总质量kgV 最高车速km/hL 轴距 mmB1 前轮距 mmB2 后轮距 mmR 最小转弯半径mmhg 满载时质心高度mmhgˊ空载时质心高度mmD 轮胎直径mmB 轮胎宽度mmP 轮胎气压MPA 汽车迎风面积F 滚动阻力系数C空气阻力系数Do i驱动桥主减速比g i变速器传动比F汽车行驶使的空气阻力w1g i变速器Ⅰ挡传动比F车轮与路面的附着力ϕm汽车总质量au汽车行驶速度aP发动机最大功率emaxT发动机转矩eP为克服滚动阻力所消耗的功率fϕ轮胎与路面的附着系数η传动系效率tQ是百公里油耗s目录第一章FSAE赛车总体概况 (1)§1.1 FSAE赛车起源 (1)§1.2 FSAE赛车现状 (2)§1.2.1国际赛车概况 (2)§1.2.2国内赛车概况 (2)§1.2.3我校赛车概况 (2)§1.3 FSAE赛车总体设计概述 (3)§1.3.1汽车设计的规律、决策与设计过程 (3)§1.3.2 FSAE赛车主要技术要求 (3)§1.3.3 第二代赛车设计目标 (4)§1.3.4 FSAE赛车项目意义 (5)第二章FSAE赛车总体设计 (7)§2.1 总体设计目标 (7)§2.2 赛车目标参数的初步确定 (8)§2.2.1 发动机选择 (9)§2.2.2 轮胎的选择 (10)§2.2.3 传动系最小传动比的确定 (11)§2.2.4 传动系最大传动比的确定 (11)§2.3 赛车发动机选型 (12)§2.4 赛车主要设计参数的确定 (13)§2.4.1 尺寸参数 (13)§2.4.2 质量参数 (14)§2.4.3 性能参数 (15)§2.5 赛车各系统设计 (17)§2.5.1 悬架系统设计 (18)§2.5.2 转向系统设计 (19)§2.5.3 制动系统设计 (19)§2.5.4 电器系统设计 (21)§2.5.5 车身设计 (23)§2.5.6 车架设计 (23)第三章赛车动力性与燃油经济性 (25)§3.1 汽车的动力性 (25)§3.1.1 动力性的评价指标 (25)§3.1.2驱动力—行驶阻力图 (25)§3.1.3 汽车的加速能力 (28)§3.1.4 动力特性图 (29)§3.1.5 功率平衡 (31)§3.2 燃油经济性 (32)第四章赛车总体布置 (34)§4.1整车布置的基准线(面)-零线的确定 (34)§4.2各部件的布置 (34)§4.3总体设计参数表 (37)第五章结论 (39)参考文献 (40)致谢 (42)第一章FSAE赛车总体概况Formula SAE 赛事1980年在美国举办第一次比赛以来,现在已经成为汽车工程学会的学生成员举办的一项国际赛事,其目的是设计、制造一辆小型的高性能方程式赛车,并使用这辆自行设计和制造的赛车参加比赛。
《大学生方程式赛车动力匹配设计论文开题报告》
一、研究背景和意义(一)研究背景中国大学生电动方程式大赛于2013年首次举办,在现如今资源短缺和环境污染的两大社会难题下,此项大赛的开展为中国电动汽车行业发展做出了有力的推动。
为了保证参赛大学生能够按时完成赛车的制作,大赛组委会不定期开展各方面培训,培训项目涵盖整车的设计制造、成本营销及结构分析等。
通过培训使学生能够合同协作、自主创新,从而提升参赛队员的综合能力,为国内电动汽车行业培养一批具有工程基础的高水平人才。
作为一项以安全和竞速为主题的全国性赛事,参与赛事的比赛车辆必须满足大赛制定的规则,并在比赛前完成所有的车检程序,在车检合格后方可进入比赛区域进行比赛。
以此为背景,研究中国大学生方程式赛车动力匹配设计。
(二)研究意义依托大学生方程式赛车研发项目,在前几代电车动力系统研发技术基础之上,设计了新的赛车动力系统。
对电机参数、传动比、电池组容量及电池组数等进行了匹配设计及选型;通过软件的仿真,验证所设计的动力系统能够满足赛车性能需求,所以中国大学生方程式赛车动力匹配设计具有极其重要的现实意义。
二、国内外研究现状(一)国内研究状况相比于国外赛事发展,国内FSAE起步较晚。
最早是在2006年九月,由台湾南台科技大学自主完成的赛车在日本参加FSAE大赛。
2008年,湖南大学完成中国内地第一辆大学生方程式赛车设计,并在美国洛杉矶SAE西部赛上取得新秀第四名的好成绩。
同年,FSAE赛事在哈尔滨举办的全国车辆工程教学指导委员会年会中得到了广泛关注。
通过委员会的邀请,同济大学李理光教授对大赛在中国进行的意义、世界各国开展情况、赛事的成本以及对大赛在国内开展的初步设想进行了详细的主题报告,在年会上产生了巨大的反响。
随着国际大赛影响力的不断扩大,中国FSAE大赛开始迅速发展。
2010年,中国汽车工程学会和易车网联合发起了中国的第一届大学生方程式赛车比赛(FSC)。
中国大学生方程式汽车大赛是一项由高等院校车辆工程专业或汽车相关专业在校学生组队参加的汽车设计与制造比赛,同时具有着专业的裁判团队。
FSAE赛车设计结课论文
湖北汽车工业学院东风HUAT车队FSAE赛车设计结课论文课题名称:《赛车设计与技术》学生姓名:赵凤阗班级:T1343-3学号:20130430323指导老师:邓召文、郭一鸣截止日期:2015年1月22日前言作为一名参加过中国大学生方程式汽车大赛的老队员,我亲身经历过赛场的残酷,也明白规则不可违的重要性!虽然我们用一年时间花很多精力也投入很多资金才做出来一辆赛车,但是如果赛车不符合规则,那么我们是不能通过安全技术检查的,直接导致我们无法参加比赛。
一年的努力就这样白费了,到了那时我们想哭都没有眼泪。
规则是我们造车的依据,团队配合是我们造车的保障。
在FSAE赛车设计课上老师和学长都特别强调大赛的规则和团队的合作意识与协作能力,我们应该谨记!大赛的宗旨:1.1 中国大学生方程式汽车大赛宗旨中国大学生方程式汽车大赛旨在由各大学车队的本科生和研究生构想、设计、制造、开发并完成一辆小型方程式赛车并参加比赛。
1.1.1 为了给予参赛车队最大的设计灵活性和自由度以表达其创造力和想象力,赛事对于赛车的整体设计只有很少的限制。
参赛队所面临的挑战在于要制作出一辆能够顺利完成规则中所提及的所有条目的赛车。
比赛本身给了参赛车队一个同来自各地大学的车队同场竞技的机会,以展示和证明队员的创造力和工程技术水平。
1.2 赛车设计宗旨为了达到赛事宗旨,假定参赛车队是为一家设计公司设计、制造、测试并展示一辆目标市场为业余周末休闲赛车的原型车。
1.2.1 赛车必须在加速、制动和操控性方面具有非常优异的表现,同时又必须具有足够的耐久性以顺利完成规则中提及的及比赛现场进行的所有项目。
1.2.2 赛车必须适合从第5百分位的女性到第95百分位的男性车手驾驶,同时要满足中国大学生方程式汽车大赛规则中的要求。
1.2.3 其它附加的设计因素也需要予以考虑:美学、成本、人体工程学、可维护性、工艺性和可靠性。
1.2.4 在完成车辆并进行测试后,设计团队应努力向有意生产该赛车的公司―销售‖该设计。
大学生方程式赛车设计(制动与行走系统设计)
毕业设计(论文)题目大学生方程式赛车设计(制动与行走系统设计)2013年5月30日大学生方程式赛车制动与行走系统设计摘要Formula SAE自1978年在美国第一次举办以来,现已成为一项顶尖的国际赛事。
按比赛规定,赛车必须在加速,制动和操控性能方面表现出色。
其中,为保障车辆和驾驶人员的安全,赛车的制动与行走系统设计显得尤为重要。
本文主要阐述了Formula SAE赛车的制动与行走系统设计过程。
本次设计参照上代及其他参赛团体的赛车,进行了整体优化。
本文在分析大赛规则及往届成型赛车的基础上,通过计算分析设计出制动与行走系统的总体方案。
其中,制动系统以制动器为核心,设计出制动操纵机构(踏板装置)及制动操纵驱动机构(II型液压双回路)。
行走系统以轮胎为核心,依次进行轮辋、轮毂、立柱的设计。
本次设计在分析研究国外经典赛车基础上,参照实物及经典模型,利用UG对各零件进行三维建模和装配,利用CAD、CAXA等软件建立模型进行运动干涉分析,保证设计的合理性及优良性。
最后,本次设计运用UG等软件,对制动系统中的连接件、紧固件、制动盘、制动踏板、制动油路等和行走系统中的立柱、轮毂、轮辋进行了仿真及有限元分析,并制造出样件,对样件装车试验,取得良好效果。
最终本设计的结果,确保了本赛车具有出色的制动性和在极限工况下的安全性。
关键词:赛车,制动及行走系统,优化,仿真,有限元分析COLLEGE STUDENTS'FORMULA RACINGBRAKE AND WALKING SYSTEM DESIGNABSTRACTFormula SAE held in the United States for the first time since 1978, has now become a top international event. The car's design must be in acceleration, braking and handling performance. Among them, in order to guarantee the safety of the vehicle and driver, braking and walking system design is especially important.This article mainly elaborated the Formula SAE racing car brake and walking system design process. Design with reference to the parent group and other participants of the car, on the whole optimization. Based on the analysis of the competition rules and past molding car, on the basis of analysis by calculation braking and walking system overall scheme are given. Among them, the braking system to brake as the core, designed the brake operating mechanism and brake control driving mechanism. Walking system to tire as the core, in turn to carry on the rim, hub, pillar design. Refer to physical objects and the classic case in design process, the parts to make use of UG three-dimensional modeling and assembly, optimize the braking control drive mechanism, using CAD, CAXA, such as motion interference analysis, to ensure the rationality of the design and the optimal benign.Using software such as UG, the design of the braking system of the fittings, fasteners, brake pedal, brake disc and walking system such as columns, in the hub, rim has carried on the simulation and finite element analysis, to ensure that this car has good brake and safety under limit conditions.KEY WORDS:car, brake and walking system, optimization, simulation, finite element analysis符号说明d轮缸活塞直径,mmwD主缸活塞直径,mmmF地面制动力,NBF制动踏板力,NpF车轮与地面的附着力,NϕG汽车前轴静负荷,N1G汽车后轴静负荷,N2h质心高度,mmgL轴距,mmL汽车质心离前轴的水平距离,mm1L汽车质心离后轴的水平距离,mm2m汽车总质量,kgaR车轮有效半径,mmer车轮滚动半径,mmeT制动器对车轮的制动力矩,N·mfp管路液压,MPaV主缸工作容积,mm3mV单个轮缸工作容积,mm3wv汽车行驶速度m/sx制动踏板行程,mmpZ地面对前轴的法向反力,N1Z地面对后轴的法向反力,N2β制动力分配系数ϕ同步附着系数δ制动轮缸的活塞行程,mmη踏板机构及制动主缸的机械效率目录第一章概述 (1)§1.1 大学生方程式赛车简介 (1)§1.2 制动系统的重要性 (1)§1.3 行走系统的功用 (1)第二章制动系设计 (3)§2.1 制动系应满足的主要要求 (3)§2.2 制动器的结构型式及选择 (3)§2.2.1 鼓式制动器 (4)§2.2.2 盘式制动器 (5)§2.3 制动系的主要参数及其选择 (7)§2.3.1 制动力与制动力分配系数 (7)§2.3.2 同步附着系数 (10)§2.3.3 制动器最大制动力矩 (10)§2.3.4 制动器因数 (11)§2.3.5 制动器的机构参数与摩擦系数 (11)第三章制动器的设计计算 (13)§3.1 摩擦衬块磨损特性的计算 (13)§3.2 制动器的热容量和温升的核算 (14)§3.3 盘式制动器制动力矩的计算 (16)§3.4 驻车制动计算 (17)第四章制动器主要零件的结构设计 (19)§4.1 制动盘 (19)§4.2 制动钳 (19)§4.3 制动块 (20)§4.4 摩擦材料 (21)§4.5 制动轮缸 (21)§4.6 制动器间隙的调整方法及相应机构 (21)第五章制动驱动机构的结构型式选择及设计计算 (23)§5.1 制动驱动机构的结构型式选择 (23)§5.2 制动管路的分路系统 (25)§5.3 液压制动驱动机构的设计计算 (26)§5.3.1 制动轮缸直径与工作容积 (26)§5.3.2 制动主缸直径与工作容积 (27)§5.3.3 制动踏板力与踏板行程 (28)§5.3.4 制动主缸的形式 (29)第六章行走系统的设计 (30)§6.1 汽车行驶系统概述 (30)§6.1.1 轮胎 (31)§6.1.2 轮辋 (31)§6.1.3 轮毂 (32)§6.1.4 立柱 (33)§6.2 强度校核 (34)§6.2.1 制动盘紧固螺栓的校核 (34)§6.2.2 轮毂螺栓的校核 (35)第七章结论 (37)参考文献 (38)致谢 (40)附录 (41)第一章概述§1.1 大学生方程式赛车简介目前,中国汽车工业已处于大国地位,但还不是强国。
大学生方程式赛车总布置设计及优化
大学生方程式赛车总布置设计及优化大学生方程式赛车总布置设计及优化一、引言方程式赛车是一项非常具有挑战性和刺激性的赛车运动,它要求赛车设计师们在有限的资源下,构建出高性能的赛车,以在赛场上取得优异的成绩。
本文将探讨大学生方程式赛车的总布置设计及优化策略。
二、总布置设计总布置设计是指整个方程式赛车的整体结构和各个系统的选择、位置等方面的设计。
设计师们首先需要确定动力系统(发动机、传动系统)、悬挂系统、底盘构架和车身的总体结构。
1. 动力系统动力系统是赛车的“心脏”,直接影响整车的性能表现。
大学生方程式赛车常常采用内燃机作为动力系统,选择适当的发动机并进行优化调校非常重要。
此外,传动系统的设计也需要考虑到合理的齿轮比、传动效率等因素。
2. 悬挂系统悬挂系统对于大学生方程式赛车的操控性和稳定性具有重要影响。
在总布置设计中,设计师们需要选择适当的悬挂类型(如双横臂悬挂、麦弗逊悬挂等)和悬挂参数(如减振器硬度、悬挂角度等),以满足赛车在高速弯道、减震等方面的要求。
3. 底盘构架底盘构架的设计需要考虑到赛车的刚性、轻量化和用材成本等因素。
设计师们可以采用碳纤维复合材料等轻量化材料,结合适当的构架形式(如单壳体、铝合金悬臂等)来实现平衡的设计。
4. 车身车身设计需要综合考虑空气动力学性能和安全性。
设计师们需要根据方程式赛车的要求,对车头、侧面和尾部的气流进行优化,以提高赛车的下压力和降低风阻系数。
此外,也需要合理设置车身的保护结构,以确保驾驶员的安全。
三、优化策略在进行总布置设计之后,设计师们需要通过一系列优化策略来改进赛车的性能。
以下是几种常见的优化策略:1. 材料优化通过优化材料的选择和使用,可以降低赛车的整体重量,提高强度和刚性。
如采用轻量化材料、优化材料厚度等手段来实现。
2. 空气动力学优化通过车身造型的改进和空气动力学模拟,可以提高赛车的下压力和降低风阻系数,提高赛车在高速行驶和弯道加速时的稳定性和性能。
大学生F1方程式赛车设计毕业论文
大学生F1方程式赛车设计毕业论文目录第一章绪论1.1、 Formule SAE概述1.1.1、背景1.1.2、发展及现状1.2、任务及目标第二章赛车总体参数与主要总成的选择2.1、概述2.1.1、总体设计因满足的要求2.1.2、总体设计的目的2.2、汽车形式的选择2.2.1、轴数2.2.2、驱动形式2.2.3、布置形式2.3、汽车主要参数的选择2.3.1、汽车主要尺寸的确定2.3.2、汽车质量参数的确定2.3.3、汽车动力性参数的确定2.4、发动机的选择2.4.1、发动机限制2.4.2、发动机主要性能指标的选择2.4.3、进气系统2.4.4、排气系统2.5、传动系统2.5.1、变速箱性能参数的确定2.5.2、主减速器及差速器的确定2.6、轮胎和轮辋的选择2.7、悬架系统的选择2.7.1、比赛要求2.7.2、悬架的作用2.7.3、悬架的分类2.7.4、悬架的选择2.7.5、方程式赛车悬架的特殊性2.8、制动系统的选择2.8.1、制动系统要求2.8.2、制动器的分类2.8.3、制动器的选择2.9、转向系统的选择2.9.1、转向的要求2.9.2、转向系的确定2.10、车架形式的选择2.10.1、车架的定义2.10.2、车架的设计2.10.3、车架的分类第三章赛车整车的总体设计3.1、车架的设计3.1.1、车架的设计流程3.1.2、车架设计要求3.1.3、名词解释3.1.4、车架设计过程3.1.4.1、前环以及前斜撑设计3.1.4.2、主环设计3.1.4.3、支撑要求3.1.5、车架材料的选择3.1.6、车架焊接方式的选择3.2、其他部件的三维建模3.2.1、发动机总成以及变速箱三维建模3.2.2、制动总泵以及各个踏板的三维建模3.2.3、悬架系统建模3.2.4、制动系统的三维建模3.2.5、车轮三维建模3.2.6、后驱动桥三维建模3.2.7、转向系统的设计3.2.8、油箱三维模型的建立3.2.9、车身的设计3.2.10、座椅的设计3.2.11、赛车的总装第四章整车设计中的关键问题4.1、车架强度校核4.1.1、有限元软件介绍4.1.2、有限元模型的建立4.1.3、模型的简化及建立4.1.4、网格划分4.1.5、车架静力学分析4.1.5.1、车架静态载荷分析4.1.5.2、工况分析及边界条件处理4.1.5.3、弯曲工况分析4.1.5.4、制动工况的分析4.1.6、车架刚度分析4.1.6.1、车架扭转刚度分析4.1.6.2、车架弯曲刚度分析4.1.7、车架模型(二)的有限元模型分析4.2、动力系统计算匹配及评价4.2.1、概述4.2.2、动力性能计算4.2.2.1、动力性相关公式4.2.2.2、计算过程及结果4.2.2.3、本节结论第五章结论参考文献致绪论1.1、Formule SAE 概述1.1.1、背景Formula SAE,是由各国SAE,即汽车工程师协会举办的面向在读或毕业7个月以的本科生或研究生举办的一项学生方程式赛车比赛,要求在一年的时间制造出一辆在加速、刹车、操控性方面有优异的表现并且足够稳定耐久,能够成功完成规则中列举的所有项目业余休闲赛车。
大学生方程式赛车论文
大学生方程式赛车论文《大学生方程式赛车》结课论文论文题目:CAD在大学生方程式赛车设计中的应用学生姓名:张成学生学号:1116120335成绩评定表平时论文内容总成绩摘要参考文献字数格式CAD在大学生方程式赛车设计中的应用摘要:CAD是设计者在微机上,通过输人装置输入指令,交互式完成工作图形的设计、分析、计算、优化,在计算机屏幕上绘出图形,经增删、修改、编辑后,通过输出装置输出设计图和文件。
CAD能使设计者的构思、制图、方案比较、分析计算、优化等形成一体。
CAD 改变了传统设计的人工绘图方式,使设计者从繁重的伏案工作状态下解放出来,增强了设计者的想像力、判断力和创造力,大幅度提高了设计水平与速度。
因此,在大学生方程式赛车的设计中,我们不可避免的应用到CAD技术来提高设计水准与速度。
在这里,将主要讲述1.CAD在车身设计中的应用。
2.车身部件设计。
3.车身骨架装配建模。
4.车身色彩装配效果图的形成。
我们将从传统与现代设计对比中体现CAD设计的优越性。
关键词:CAD,设计,优越性。
Abstract: CAD is the designer on the computer, through the input device input instruction, interactive work graphic design, analysis, calculation, optimization, on the computer screen to draw the graph, with additions and deletions, modifications, edited by the output device, design drawings and documents. CAD allow designers to design, drawing, scheme comparison, analysis, optimization and formed integrally. CAD has changed the traditional design of artificial drawing mode, so that designers from the heavy working condition to liberate, enhance the designer's imagination, judgment and creativity, greatly improve the design level and speed. Therefore, in the college students' formula design, we inevitably into the application of CAD technology to improve design level and speed. Here, mainly about the application of 1.CAD in body design. 2 body parts design. 3 body frame assembly modeling. 4 beautiful color renderings of the form. We will from the traditional and modern design contrast reflects CAD design superiority.Key words: CAD, design, superior.参考文献:《车辆现代设计方法》冯国胜杨绍普;《现代汽车造型设计》彭岳华;《现代设计方法在汽车设计中的应用》杨国忠;《汽车设计》张炳力;《现代汽车新技术》崔心存。