FSAE方程式賽車車身骨架優(yōu)化設(shè)計

1.87萬字 44頁 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)計內(nèi)容及技術(shù)路線 4
第 2 章 賽車車架的設(shè)計 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 12
2.2.1 車架的設(shè)計步驟 12
2.2.2 FSAE車架的設(shè)計參考 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 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 對代理模型進行單目標(biāo)優(yōu)化 35
4.5 本章小結(jié) 36
結(jié)論 37
參考文獻 38
致謝 39



摘要 Formula SAE 賽事1980年在美國舉辦第一次比賽，現(xiàn)在已經(jīng)是為汽車工程學(xué)會的學(xué)生成員舉辦的一項國際賽事，其目的是設(shè)計、制造一輛小型的高性能方程式賽車，并使用這輛自行設(shè)計和制造的賽車參加比賽。這項競賽包含有3個最主要的基本元素，分別是：工程設(shè)計、成本控制以及靜態(tài)評估單獨的動態(tài)性能測試高性能的耐久性測試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。現(xiàn)在在美國、歐洲和澳大利亞每年都會舉辦Formula SAE 比賽。Formula SAE 向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。為了促進民族汽車工業(yè)的發(fā)展，中國于2010年開始舉辦此賽事。本次設(shè)計正因此而展開，本次設(shè)計主要是從車架的結(jié)構(gòu)入手，為了讓車架達到比賽所用賽車的剛度和強度進行設(shè)計和分析，本設(shè)計對整車做了總體布置，確定重心的位置。然后將自己設(shè)計出的車架運用CATIA進行建模，然后將車架導(dǎo)入Hypermesh軟件建立FSAE車身的有限元模型，進行強度和剛度分析，應(yīng)用以DOE實驗設(shè)計、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（計算機輔助工程）的車身骨架輕量化設(shè)計不僅減輕了車身質(zhì)量而且縮短了設(shè)計的周期。通過本次優(yōu)化設(shè)計使中國FSAE賽車車架的設(shè)計能更加完美，同時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)，進一步使民族汽車的更安全和實用。

關(guān)鍵詞：FSAE骨架 輕量化設(shè)計 剛度分析 實驗設(shè)計 近似模型 單目標(biāo)優(yōu)化