毕业设计（论文）
题
专班学学指
导
目
大学生F1方程式赛车
整车设计 业 车辆工程
级 号 生
教
师
讲 师
1
二○一三 年
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 Car
2 ABSTRACT
The 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 install the other assembly. Through the finite element method analysis of frame structure, 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 h 加速时间一般都在4.5s 以内。
从原先在SAE Mini Baja 比赛中的8hp 发动机到现今Formula SAE 中已经超过100hp 的大功率发动机，Formula SAE 在多方面都取得了惊
人的成绩，并且该项比赛一直保持了发展的态势。
2010年第一届中国FSC由中国汽车工程学会、中国二十所大学汽车院系、国内领先的汽车传媒集团——易车（BITAUTO）联合发起举办。
3 中国FSC秉持“中国创造擎动未来”的远大理想，立足于中国汽车工程教育和汽车产业的现实基础，吸收借鉴其他国家FSC赛事的成功经验，打造一个新型的培养中国未来汽车产业领导者和工程师的交流盛会，并成为与国际青年汽车工程师交流的平台。中国FSC致力于为国内优秀汽车人才的培养和选拔搭建公共平台，通过全方位考核，提高学生们的设计、制造、成本控制、商业营销、沟通与协调等五方面的综合能力，全面提升汽车专业学生的综合素质，为中国汽车产业的发展进行长期的人才积蓄，促进中国汽车工业从“制造大国”向“产业强国”的战略方向迈进。
1.2、任务及目标
在本次毕业设计中，选择大学生F1方程式赛车为主要研究对象。通过对底盘总布置的设计计算，合理选用各总成，合理装配布置，保证底盘各总成运动协调，操纵轻便，使底盘各总成更加高效合理可靠的工作。
主要研究内容：大学生F1方程式赛车整车结构设计，总体布置，各工作部件相互位置关系的确定以及计算其性能参数；对部分零部件进行必要的设计计算，以及车架的强度校核。
预期目标：通过对现有大学生F1方程式赛车的了解以及各种资料的分析，确定整机总体结构及总体布置图，设计计算，三维建模，对车架进行强度分析，绘制图纸，并附带说明书。
第一章 赛车总体参数与主要总成的选择
4 2.1、概述
2.1.1、总体设计应满足的基本要求
由动力装置、底盘、车身、电器以及仪表等四部分组成的汽车，是用来载送人和货物的运输工具，而这里我们要设计的是用来参加比赛的赛车，其赛车悬架、转向、制动总成设计参数选取和具体结构等方面与普通车辆都存在差异，通过对在网上搜索的各类方程式赛车资料，进行整理，然后分析总结出方程式赛车应当具备的一些普通车辆所没有的性能和结构特点。根据这些特点进行设计，从而使赛车能在比赛中发挥出高性能和取得良好的比赛成绩。
2.1.2、总体设计的目的
总体设计目的是制造一辆安全可靠、各方面性能均衡、有良好驾驶特性、调整方便并且足够快的赛车。可靠性可以确保测试阶段的顺利进行，同时可以保证完成在竞赛中的所有比赛项目。可调整的特性可以让赛车适应不同的驾驶环境和不同的驾驶员。一辆平衡和驾驶特性良好的赛车会让车手更有信心，这能有效提高所有动态项目中最快圈速，这对经验不足的新车手特别重要。赛车要让车手在任何行驶状态下都能有清晰的路感，这可以使驾驶变得容易和高效。
2.2、汽车形式的选择
不同形式的汽车，主要体现在轴数、驱动形式以及布置形式上有区别，这里我们选择的是大学生F1方程式赛车。
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