PAGE PAGE V PAGE PAGE 1 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） 題目 大學(xué)生方程式賽車設(shè)計(jì)（整體車架設(shè) 計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)安全系統(tǒng)及座椅附件設(shè)計(jì)） 2013年 5月 30 日 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 院系： 車輛與動(dòng)力工程學(xué)院 2013 年 4 月 10 日 課題名稱 大學(xué)生方程式賽車設(shè)計(jì)（整體車架、標(biāo)準(zhǔn)安全系統(tǒng)及座椅設(shè)計(jì)） 學(xué)生姓名 1111 專業(yè)班級(jí) 車輛094 課題類型 設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師 高建平 職 稱 副教授 課題來源 生產(chǎn) 1設(shè)計(jì)（或研究）的依據(jù)與意義 中國大學(xué)生方程式汽車大賽（簡稱“中國FSC”）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。各參賽車隊(duì)按照賽事規(guī)則和賽車制造標(biāo)準(zhǔn)，在一年的時(shí)間內(nèi)自行設(shè)計(jì)和制造出一輛在加速、制動(dòng)、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。 2010年第一屆中國FSC由中國汽車工程學(xué)會(huì)、中國二十所大學(xué)汽車院系、國內(nèi)領(lǐng)先的汽車傳媒集團(tuán)——易車（BITAUTO）聯(lián)合發(fā)起舉辦。中國FSC秉持“中國創(chuàng)造擎動(dòng)未來”的遠(yuǎn)大理想，立足于中國汽車工程教育和汽車產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)，吸收借鑒其他國家FSC賽事的成功經(jīng)驗(yàn)，打造一個(gè)新型的培養(yǎng)中國未來汽車產(chǎn)業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者和工程師的交流盛會(huì)，并成為與國際青年汽車工程師交流的平臺(tái)。 目前，中國汽車工業(yè)已處于大國地位，但還不是強(qiáng)國。從制造業(yè)大國邁向產(chǎn)業(yè)強(qiáng)國已成為中國汽車人的首要目標(biāo)，而人才的培養(yǎng)是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)強(qiáng)國目標(biāo)的基礎(chǔ)保障之一完善汽車人才培育機(jī)制，為中國汽車工業(yè)從“制造大國”向“產(chǎn)業(yè)強(qiáng)國”的戰(zhàn)略方向邁進(jìn)奠定人才基礎(chǔ)。積極探索有效利用社會(huì)資源培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的素質(zhì)教育新體系。 設(shè)計(jì)方程式賽車整體車架和安全系統(tǒng)及座椅附件設(shè)計(jì)，其主要依據(jù)中國大學(xué)生方程式大賽規(guī)則。眾所周知，車架就是一輛賽車的框架結(jié)構(gòu)，整體車架作為賽車的承載基礎(chǔ)是賽車的主要承載構(gòu)件，其功用是支撐發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器、變速、底盤和車身各主要總成的安裝機(jī)體，同時(shí)承受這些總成的重力以及其傳給車架的各種力和力矩。另外車架還應(yīng)該具有足夠的剛度和強(qiáng)度，用以保證車架其具有可靠的壽命和最小的變形量。在滿足剛度和強(qiáng)度的前提下，車架還應(yīng)有較小的尺寸和質(zhì)量，以降低整車的質(zhì)量。汽車車架是汽車重要組成部分．它不僅承受著來自路面的各種復(fù)雜載荷，同時(shí)也是其他總成部件的安裝集體，因此，了解并掌握車架的設(shè)計(jì)，對(duì)于以后 走向工作崗位，尤其是設(shè)計(jì)等技術(shù)類工作崗位 ，有著非常積極的作用。 2.國內(nèi)外同類設(shè)計(jì)（或同類研究）的概況綜述 車架主要有承載式和非承載式。承載式車架由鋼（較先進(jìn)的是鋁）經(jīng)沖壓、焊接而成，對(duì)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝的要求都很高，這對(duì)于資金和加工設(shè)備有限的大學(xué)生方程式賽車來說是不夠現(xiàn)實(shí)的，所以我們采用的非承載式車架。國外方程式賽車起步較早，因此車架設(shè)計(jì)水平也比較先進(jìn)。在發(fā)達(dá)國家，很多高校已經(jīng)從事方程式賽車設(shè)計(jì)超過20年時(shí)間，在擁有大量資金和試驗(yàn)基礎(chǔ)的情況下，他們?cè)O(shè)計(jì)的車架已經(jīng)基本達(dá)到了專業(yè)水平。例如德國慕尼黑工業(yè)大學(xué)2011年設(shè)計(jì)的賽車車架在滿足比賽規(guī)則的情況下其強(qiáng)度和剛度非常大但是質(zhì)量有十分的輕。又如美國麻省理工大學(xué)2012年設(shè)計(jì)的賽車車架已經(jīng)采用復(fù)合材料碳纖維一體式車架，這種車架最大的優(yōu)點(diǎn)就是質(zhì)量非常輕。這些都是國內(nèi)高校賽車設(shè)計(jì)難以達(dá)到的。 國內(nèi)一些名牌高校也相繼設(shè)計(jì)和制造了方程式賽車去國外參加比賽。湖南大學(xué)致力于Formula SAE 方程式賽車的開發(fā)研制。其車架的設(shè)計(jì)采用的是空間桁架結(jié)構(gòu)，材料為20Mn合金鋼。不但保證了車架的強(qiáng)度和剛度，還對(duì)車架進(jìn)行了有限元分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)，使其更加符合要求。湖南大學(xué)Formula SAE車隊(duì)在2007年和2008年又相繼研制出了兩輛方程式賽車。其車架的設(shè)計(jì)基本延續(xù)了第一代賽車車架的設(shè)計(jì)，沒有太大的改變。上海大學(xué)賽車隊(duì)的車架設(shè)計(jì)也采用的空間桁架式結(jié)構(gòu)，但是材料是20號(hào)鋼材，在滿足強(qiáng)度和剛度條件下節(jié)約了大量的成本。并且對(duì)車架的全方位進(jìn)行了系統(tǒng)的有限元分析，提高了賽車的安全性。 這次設(shè)計(jì)的方程式賽車車架在參考我校前兩代賽車的基礎(chǔ)上，采用的也是空間桁架式車架結(jié)構(gòu)。在車架的選材上為了最大限度的節(jié)約成本，本設(shè)計(jì)選用20號(hào)鋼材。其優(yōu)點(diǎn)不僅僅是材料價(jià)格便宜，最主要是低碳鋼容易加工和焊接，焊接出來的車架也比較結(jié)實(shí)耐用。另外，本次設(shè)計(jì)的車架在形式和結(jié)構(gòu)上與我校前兩代賽車又有所不同。第一代賽車的車架做出來尺寸較大，導(dǎo)致整車質(zhì)量十分笨重，第二代車架的結(jié)構(gòu)尺寸有太小，使駕駛員操作十分別扭，操作空間有限，受到很大的限制。成型的車架是個(gè)帶有坐艙、發(fā)動(dòng)機(jī)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。將以上兩代的車型進(jìn)行綜合的設(shè)計(jì)，對(duì)存在的不足進(jìn)行最優(yōu)化

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