图4.14 车架三施加约束与载荷截图
4.3.3 车架结构静力分析
通过软件的分析分别得到三个车架的最大变形图和等效应力图如（图4.15—图4.20）
图4.15 车架一变形图
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图4.16 车架一应力图
图4.17车架二变形图
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图4.18 车架二应力图
图4.19 车架三变形图
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图4.20 车架三应力图
4.4 对车架进行优化设计
通过以上ansys静力结构分析得数据如“表4.1”
表4.1 三种车架分析所得数据 最大变形量（mm） 最大应力（Mpa） 模型一 0.456288 58.7 模型二 0.171649 89.7 模型三 0.503657 56.5 由于FSAE赛车车架是通过焊接而成，所以对材料的选择必须符合相应的要求，通过查询机械设计手册得焊接结构用耐候钢Q235钢材有以下属性：耐候钢既耐大气腐蚀钢，在钢中加入少量合金元素（如铜，Cr，Ni等），使其在金属基体表面形成保护层，提高钢材的耐候性能，同时保持良好的焊接性能。其杨氏模量为2.1x10e11Pa，泊松比0.3，屈服极限为235MPa，在ansys分析结果中最大应力小于235MPa即可满足强度要求。
通过对数据的分析与比较：
（1）通过对最大变形量与最大应力的比较模型三的变形量最大故淘汰模型三这种结构的车架。
（2）通过结构的比较发现，模型二虽然变形量最小，但是如果在使用相同的悬架的情
况下，模型二的离地间隙过小，不利于赛车在比赛中通过一些特殊的比赛赛道。
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（3）三种车架通过分析都符合小于235MPa的最大应力，但在实际情况中还得考虑赛
车的修理与维护，模型二由于结构的原因发动机的维修空间非常小，不利于实际情况。
（4）方案二采用底座与前环和发动机舱成一定的角度虽然结构上有一定的优势，但是
在实际的加工过程中是非常困难的，为了满足参赛赛车车架的刚度和强度要求的同时还要考虑到实际的情况。
综合上述分析模型一的车架为最佳车架并对其进行进一步的优化。
4.4.2通过改变模型一的钢管直径有原来的25变为20然后进行ansys分析得如下图（图4.21—图4.22）
图4.21 车架变形图
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