fsae方程式赛车车身骨架优化设计.doc
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fsae方程式赛车车身骨架优化设计,fsae方程式赛车车身骨架优化设计1.87万字44页原创作品，已通过查重系统目录第 1章 绪论11.1 研究的背景11.2 赛车车架国内外的研究现状21.3 研究的目的和意义31.4 主要设计内容及技术路线4第 2 章 赛车车架的设计62.1 车架的概述62.1.1 车架的结构形式62.1.2 赛车车架的介绍112.2...
内容介绍
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FSAE方程式赛车车身骨架优化设计
1.87万字 44页 原创作品，已通过查重系统
目 录
第 1章 绪论 1
1.1 研究的背景 1
1.2 赛车车架国内外的研究现状 2
1.3 研究的目的和意义 3
1.4 主要设计内容及技术路线 4
第 2 章 赛车车架的设计 6
2.1 车架的概述 6
2.1.1 车架的结构形式 6
2.1.2 赛车车架的介绍 11
2.2 车架的设计 12
2.2.1 车架的设计步骤 12
2.2.2 FSAE车架的设计参考 13
2.2.3 FSAE赛车整体布置 14
2.2.4 车架的结构设计 15
2.2.5 材料的选择 16
2.3 整车质心的确定与受力分析 16
2.4 本章小结 18
第 3 章 车架三维模型的建立 19
3.1 CATIA软件的介绍 19
3.2 三维模型的建立 20
3.3 本章小结 22
第 4 章 车架有限元分析 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软件概述 25
4.2 FSAE车架结构静力分析 26
4.2.1 网格的划分与施加载荷约束 27
4.2.2 载荷与边界条件分析 27
4.3 车架强度和刚度分析 28
4.3.1 弯曲工况分析 28
4.3.2 扭转工况分析 29
4.4 优化过程 30
4.4.1 DOE分析 30
4.4.2 建立近似模型 32
4.4.3 对代理模型进行单目标优化 35
4.5 本章小结 36
结论 37
参考文献 38
致谢 39
摘要 Formula SAE 赛事1980年在美国举办第一次比赛，现在已经是为汽车工程学会的学生成员举办的一项国际赛事，其目的是设计、制造一辆小型的高性能方程式赛车，并使用这辆自行设计和制造的赛车参加比赛。这项竞赛包含有3个最主要的基本元素，分别是：工程设计、成本控制以及静态评估单独的动态性能测试高性能的耐久性测试Formula SAE 赛事的主要参与者通常都是来自高校的学生组成的车队。现在在美国、欧洲和澳大利亚每年都会举办Formula SAE 比赛。Formula SAE 向年轻的工程师们提供了一个参与有意义的综合项目的机会。为了促进民族汽车工业的发展，中国于2010年开始举办此赛事。本次设计正因此而展开，本次设计主要是从车架的结构入手，为了让车架达到比赛所用赛车的刚度和强度进行设计和分析，本设计对整车做了总体布置，确定重心的位置。然后将自己设计出的车架运用CATIA进行建模，然后将车架导入Hypermesh软件建立FSAE车身的有限元模型，进行强度和刚度分析，应用以DOE实验设计、近似模型和优化算法为基础的单目标优化，在保证车身刚度性能不降低的前提下 以车身结构质量的最小化为目标 优化车身零件的厚度和拼焊板焊缝位置 从而实现车身结构的轻量化车身减轻的质量为原来的5.27%车身结构的弯曲和扭转刚度也都获得不同程度的提高。基于CAE（计算机辅助工程）的车身骨架轻量化设计不仅减轻了车身质量而且缩短了设计的周期。通过本次优化设计使中国FSAE赛车车架的设计能更加完美，同时通过比赛可以通过很多数据为民族汽车工业能提供很多重要的数据，进一步使民族汽车的更安全和实用。
关键词：FSAE骨架 轻量化设计 刚度分析 实验设计 近似模型 单目标优化
1.87万字 44页 原创作品，已通过查重系统
目 录
第 1章 绪论 1
1.1 研究的背景 1
1.2 赛车车架国内外的研究现状 2
1.3 研究的目的和意义 3
1.4 主要设计内容及技术路线 4
第 2 章 赛车车架的设计 6
2.1 车架的概述 6
2.1.1 车架的结构形式 6
2.1.2 赛车车架的介绍 11
2.2 车架的设计 12
2.2.1 车架的设计步骤 12
2.2.2 FSAE车架的设计参考 13
2.2.3 FSAE赛车整体布置 14
2.2.4 车架的结构设计 15
2.2.5 材料的选择 16
2.3 整车质心的确定与受力分析 16
2.4 本章小结 18
第 3 章 车架三维模型的建立 19
3.1 CATIA软件的介绍 19
3.2 三维模型的建立 20
3.3 本章小结 22
第 4 章 车架有限元分析 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软件概述 25
4.2 FSAE车架结构静力分析 26
4.2.1 网格的划分与施加载荷约束 27
4.2.2 载荷与边界条件分析 27
4.3 车架强度和刚度分析 28
4.3.1 弯曲工况分析 28
4.3.2 扭转工况分析 29
4.4 优化过程 30
4.4.1 DOE分析 30
4.4.2 建立近似模型 32
4.4.3 对代理模型进行单目标优化 35
4.5 本章小结 36
结论 37
参考文献 38
致谢 39
摘要 Formula SAE 赛事1980年在美国举办第一次比赛，现在已经是为汽车工程学会的学生成员举办的一项国际赛事，其目的是设计、制造一辆小型的高性能方程式赛车，并使用这辆自行设计和制造的赛车参加比赛。这项竞赛包含有3个最主要的基本元素，分别是：工程设计、成本控制以及静态评估单独的动态性能测试高性能的耐久性测试Formula SAE 赛事的主要参与者通常都是来自高校的学生组成的车队。现在在美国、欧洲和澳大利亚每年都会举办Formula SAE 比赛。Formula SAE 向年轻的工程师们提供了一个参与有意义的综合项目的机会。为了促进民族汽车工业的发展，中国于2010年开始举办此赛事。本次设计正因此而展开，本次设计主要是从车架的结构入手，为了让车架达到比赛所用赛车的刚度和强度进行设计和分析，本设计对整车做了总体布置，确定重心的位置。然后将自己设计出的车架运用CATIA进行建模，然后将车架导入Hypermesh软件建立FSAE车身的有限元模型，进行强度和刚度分析，应用以DOE实验设计、近似模型和优化算法为基础的单目标优化，在保证车身刚度性能不降低的前提下 以车身结构质量的最小化为目标 优化车身零件的厚度和拼焊板焊缝位置 从而实现车身结构的轻量化车身减轻的质量为原来的5.27%车身结构的弯曲和扭转刚度也都获得不同程度的提高。基于CAE（计算机辅助工程）的车身骨架轻量化设计不仅减轻了车身质量而且缩短了设计的周期。通过本次优化设计使中国FSAE赛车车架的设计能更加完美，同时通过比赛可以通过很多数据为民族汽车工业能提供很多重要的数据，进一步使民族汽车的更安全和实用。
关键词：FSAE骨架 轻量化设计 刚度分析 实验设计 近似模型 单目标优化
