基于不同工况下的FSC赛车车架有限元分析

对赛车车架结构进行有限元分析,是赛车研发设计过程中的一项重要工作。以自主研发设计的FSC赛车车架为研究对象,通过建立赛车车架的三维有限元模型,在满载弯曲工况、急转弯工况和紧急制动工况等三种工况下,利用ABAQUS软件对赛车车架三维有限元模型进行有限元分析,得到了相应工况下的赛车车架应力分布及变形云图。通过将FSC赛车车架应力及变形分析结果与FSC赛规进行比较,结果表明,赛车车架结构设计合理,为进行FSC赛车车架的有限元分析提供了一个有效工具—ABAQUS软件。     

巴哈赛车中央盘式制动系统的设计

巴哈赛车是一款驰骋于越野赛场的赛车,而赛车的操纵性与轻量化决定着赛车的性能。因此,设计一款既能满足操纵性与通过性,又能够满足赛车的轻量化设计的赛车,在比赛中就起到了重要的作用。由制动系统液压回路的设计可知,前轮所需要的制动力比后轮所需要的更多,除了通过调整平衡杆优化制动力的分配,还可适当减少整车重量,进而对赛车制动系统的设计与赛车的轻量化设计进行优化,最终获得轻量化设计的制动系统,在保证赛车操纵性与稳定性的同时,完善赛车的轻量化设计进程。     

基于MoTec M84的方程式赛车发动机调校与数据分析

为了解决方程式赛车出现的原厂电控系统与进排气改制后的发动机不匹配问题,换用全替换式ECU(发动机电子控制单元)与发动机匹配,选用了MoTec M84发动机控制单元,MoTeC SDL3仪表显示存储模块,MoTeC i2数据分析软件,并进行重新设计及制作进排气系统。解决了原厂电控系统与发动机不匹配而导致的启动困难、动力下降、油耗增加等问题,并且进行"发动机调校—赛车跑动测试—数据分析优化—发动机调校"步骤,优化赛车设计找出了满足比赛规则情况下的发动机最佳动力的动力性,以及稳定性、操控性等参数。为赛车状况、车手操控性提供真实可控的数据信息,为提升车手能力指明方向。     

FSE赛车永磁同步电机的设计仿真与验证

驱动电机是FSE赛车的机械动力源,对赛车的参赛成绩有重大影响。以FSE赛车为对象,设计了FSE赛车永磁同步电机,在Ansoft Maxwell电磁场分析软件中创建电机模型,对电机的空载特性、额定负载特性进行计算,验证电机运行的重要参数。将样机装配FSE赛车,按照大赛项目对赛车性能进行实测,赛车实测数据表明:赛车动力性能优异,电机设计成功,满足赛车正式比赛争先的要求。     

FSC赛车前悬架的运动学设计及优化

随着FSC赛车技术水平不断地提高,悬架系统的设计与优化成为各赛车队争相研究的新热点。以赛车动力学理论为基础进行悬架几何设计,采用Solid Works软件建立某赛车的前悬架三维模型;在ADAMS/Car环境下建立了赛车前悬架转向运动学仿真试验台,结合平行轮跳试验对前悬架运动学特性进行仿真研究;最后以悬架硬点坐标为优化变量,以减小四轮定位参数变化范围为优化目标,运用ADAMS/Insight模块建立了多变量多目标的悬架几何优化模型。仿真结果表明:给出的悬架几何设计方法有效地缩短了赛车研发周期,优化后的悬架几何使得四轮定位参数在轮跳中的变化范围明显减小,有利于赛车操纵稳定性能的提升。     

FSAE赛车底盘尾流扩散器仿真分析与设计

研究了地面效应对底盘尾流扩散器形态的影响。并在满足FSAE赛车设计规则要求的前提下,对FSAE赛车底盘尾流扩散器进行设计。利用CDF数值仿真技术对所设计的扩散器进行流场模拟、分析及优化以进一步提高扩散器工作效率,从而为赛车提供更多下压力,使赛车的操控稳定性和安全性有所提升。分析测得设计底盘扩散器后的赛车气动升力系数C_L从原车的0.391下降到-0.371,气动阻力系数C_D由0.589变为0.583。     

FSAE赛车制动卡钳结构拓扑分析及优化

赛车的制动卡钳需要较高的耐热性和良好的动态性能负载,以保障车辆的安全性与操控性。根据大赛规则和赛车特征设计制动卡钳,对其进行结构力学和拓扑分析,与往届赛车卡钳相比具有更优的制动性能和轻量化,且卡钳质量相比优化前减轻42.59%。     

基于Fluent的发动机进气系统优化设计及加工工艺研究

为了设计出满足FSC赛车规则并具有更高稳定性的发动机进气系统，研究了赛车发动机进气系统的国内外研究现状，并基于Workbench Fluent对进气系统重要结构参数进行了优化设计计算，获得理想的优化结果。以Siemens NX为平台，建立了赛车进气系统的三维模型。以进气稳压腔为例，分析了稳压腔模具的数控加工工艺，进而完成其数控加工刀路编制和切削仿真，最后将生成的数控加工程序传入加工中心完成实物加工，加工出的稳压腔模具尺寸精确，表面质量好。为进气系统的设计和制造提供了理论和加工依据。     

FSC赛车前端缓冲块吸能分析研究

FSC赛车车架作为赛车的承载体,支撑着包括发动机、差速器等诸多总成部件及赛车手的载荷,其抗扭转、弯曲能力直接影响赛车比赛的可靠性与安全性。方程式赛车前端采用蜂窝结构的缓冲块来吸收外界冲击时的能量。通过设计蜂窝结构尺寸与安装位置,进行实验得到吸能数据曲线,并分析其可行性,以满足大赛规则和赛车行驶安全性要求。     

基于遗传算法的FSC赛车转向梯形设计及优化

转向系统的设计及优化一直是大学生方程式赛车操控性能提升的关键技术之一,逐渐成为各参赛车队深入研究的新热点。以赛车动力学理论为基础进行赛车转向运动学设计,推导了刚体轮胎和考虑轮胎侧偏角的阿克曼转向理想模型,以此为目标函数,建立了基于遗传算法的转向梯形断开点优化模型,最后结合整车仿真对两种优化后的转向梯形进行对比,结果表明:考虑轮胎侧偏角的阿克曼转向梯形能使外侧车轮获得更大的转角,减小赛车转弯半径,可提高赛车在弯道中的操纵性能,证明应在赛车转向梯形的设计过程中充分考虑轮胎侧偏角的影响;基于遗传算法优化后的转向梯形与理想的阿克曼转向模型符合度很高,有效地缩短了赛车研发周期。     

FSEC电动方程式赛车整车通讯与安全回路设计

根据中国大学生方程式赛车规则的要求设计方程式赛车整车电气系统。针对赛车运行时的稳定性与车手驾驶安全,进行赛车低压通讯与安全回路的设计,完成整车控制器、踏板、仪表的制作,解决赛车实际接线时遇到的防水、电磁干扰过大的问题。     

大学生方程式赛车悬架系统设计与仿真分析

按照FSAE赛事对赛车及悬架系统的设计要求,以整车基本参数和设计规则为参照依据,选定轮胎、轮辋型号,利用CATIA软件建立了FSAE赛车悬架系统的几何模型,对减震器、横向稳定杆等进行结构设计,利用Adams/Insight软件对轮胎跳动时悬架参数变化进行对比分析与优化,并运用ANSYS软件对悬架的主要受力部件进行分析。优化和仿真结果表明设计的悬架系统满足参赛要求,为后期赛车制造及调试提供理论依据。     

FSAE赛车集成化轮毂的设计与校核

针对赛车出现的装拆烦琐、车轮总成庞大等问题,对车轮轮毂的结构进行优化集成设计,对4种极限工况下车轮上的动载荷值进行计算,并运用有限元分析软件ANSYS对集成化轮毂进行静力学分析。分析结果表明,新设计的集成化轮毂的强度满足设计要求,采用新型集成化轮毂的赛车与上一届赛车相比,车轮总成质量降低了20%左右,这对赛车车轮的轻量化设计和提高赛车性能有重要意义。     

FSAE方程式赛车主传动比的设计与分析

以FSAE赛车的主传动比的设计为研究对象,结合理论公式、赛道特点、设计经验等采用两种不同的计算方法设计出主传动比,并对主传动比进行分析与校验;根据台架实验测试结果,利用Matlab拟合发动机的外特性曲线,并进行动力学计算,计算结果表明,赛车有良好的动力性,满足设计要求。     

巴哈赛车制动系统设计

根据巴哈比赛和其他赛车比赛对车辆刹车系统的基本要求,以及车辆底盘的某些已知参数,对赛车刹车系统的关键参数进行了计算。根据已知参数和计算结果对巴哈赛车刹车系统的关键部件进行了选型和设计,从而优化了对巴哈赛车刹车系统。并通过刹车系统测试与调校,表明所设计制作的刹车系统可以满足赛事规定以及车辆的性能需求。     

FSC赛车碳纤维悬架推杆粘接工艺研究

当前中国大学生方程式大赛在中国已经成功举办7年,在各参赛车队相互学习、竞争的氛围中,赛车的各项性能指标均有较大提升。碳纤维悬架作为一种能够有效降低赛车簧下质量,提升赛车动力性和操稳性的技术手段,引起了越来越多的学校的重视,但其粘接处强度受诸多因素影响。现针对FSAE赛车悬架推杆这一构件,运用控制变量的方法,以猎风车队2017年赛车为例,设计碳纤维拉伸试验,力求确定较为合理的参数范围,以确定粘接工艺。     

HONDA中国节能竞技大赛电动组别参赛赛车设计分析

根据Honda中国节能竞技大赛EV组别(电动组别)竞赛规则,在满足大赛竞技规则要求的基础上要设计一款节能赛车。分析竞赛规则设计整体式车身,使用CATIA有限元分析模块受力分析,检验车架强度。设计赛车外壳为椭圆水滴型造型,采用CATIA构建赛车外壳三维模型。使用碳纤维作为节能赛车外壳的材料。     

FSAE可调尾翼结构设计及控制

中国大学生方程式汽车大赛赛道复杂,为了提高车速以及更好的操纵稳定性,以长春大学FCC车队参赛车为样车,设计可调式尾翼,以保证赛车在不同赛道上,控制尾翼做出相应调整。试验证明,该设计有效提高参赛车在不同赛道上的速度。该DRS结构设计对FSAE赛车有一定的应用价值。     

FSC赛车空气动力学套件的建模与流场分析

针对FSC赛车车身,用整体优化的方法对空气动力学套件进行CFD流场仿真,分析加装前翼、尾翼、扩散器等对赛车性能提升效果,仿真与分析结果表明,设计的空气动力学套件对赛车高速行驶及操纵稳定性等方面均有明显提升。     

FSAE赛车前轮定位参数的优化研究

针对大学生方程式(FSAE)赛车前轮定位参数的优化设计问题,基于ADAMS/Car模块建立FSAE赛车双横臂独立悬架的仿真模型,对前轮定位参数进行仿真分析。利用ADAMS/Insight模块进行优化设计,确定设计参变量和设计目标,对所选定的设计目标进行影响因素分析;根据优化结果修改前悬架仿真模型,再次进行前轮定位参数的仿真分析。结果表明:赛车车轮上下跳动时,优化后的前轮定位参数能够在合理的范围内变化,满足赛车悬架设计要求,赛车悬架的主要性能得到明显提高。