基于整車仿真分析的FSAE車架輕量化設(shè)計(jì)研究.pdf

1、中國大學(xué)生方程式汽車大賽(簡稱“中國FSAE”)是一項(xiàng)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(duì)參加的汽車設(shè)計(jì)與制造比賽。賽車的整體性能對(duì)賽車在比賽中的表現(xiàn)有著至關(guān)重要的作用。車架作為賽車的一個(gè)重要組成部分，不僅是大部分零部件和總成的承載體和連接體，而且還承受著各種復(fù)雜的載荷。因此車架的優(yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)整車的性能有著重要的意義。本文依據(jù)某校的FSAE賽車的車架與懸架為研究對(duì)象，利用ADAMS建立：懸架模型并進(jìn)行不同工況下的理論分析與動(dòng)力學(xué)模

2、型的仿真，求出懸架與車架之間的受力，然后對(duì)車架進(jìn)行有限元分析以及輕量化設(shè)計(jì)，最終對(duì)輕量化后的車架進(jìn)行安全合理性驗(yàn)證。
　　首先，依據(jù)某校FSAE賽車的車架與懸架實(shí)物模型，分別在ADAMS中建立懸架模型并進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真，求出懸架與車架連接點(diǎn)在不同工況下的受力值大小，之后在Pro/E中利用EFX建立桁架式車架模型，然后導(dǎo)入ANSYS Workbench中對(duì)車架進(jìn)行不同工況下的有限元分析。
　　其次，根據(jù)輕量化設(shè)計(jì)的相關(guān)理論和方法

3、進(jìn)行研究與歸納，并將其應(yīng)用到車架輕量化設(shè)計(jì)研究中，在對(duì)車架不同工況下有限元分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)應(yīng)力分布結(jié)果以及拓?fù)鋬?yōu)化，功能輕量化的相關(guān)理淪，對(duì)車架強(qiáng)度分布富裕的地方進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì)，使得車架減輕了4.8Kg，得到新車架的質(zhì)量為31.6Kg，減重比為13.2％。
　　最后，對(duì)輕量化后的車架進(jìn)行剛度與強(qiáng)度的靜力學(xué)分析，對(duì)比輕量化前后車架對(duì)整車性能的影響。并對(duì)輕量化后的車架進(jìn)行模態(tài)分析來驗(yàn)證賽車的車架是否滿足振動(dòng)要求。結(jié)果表明，本次輕量化