HQF-600型FASE一级方程式赛车车架优化设计开题报告

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1、 毕业设计（论文）开题报告 设计（论文）题目: FSAE方程式赛车车架设计 院 系 名 称: 汽车与交通工程学院 专 业 班 级: 学 生 姓 名: 导 师 姓 名: 开 题 时 间: 指导委员会审查意见： 签字： 年 月 日

2、 开题报告撰写要求 一、“开题报告”参考提纲 1. 课题研究目的和意义； 2. 文献综述（课题研究现状及分析）； 3. 基本内容、拟解决的主要问题； 4. 技术路线或研究方法； 5. 进度安排； 6. 主要参考文献。 二、“开题报告”撰写规范 请参照《黑龙江工程学院本科生毕业设计说明书及毕业论文撰写规范》要求。字数应在4000字以上，文字要精练通顺，条理分明，文字图表要工整清楚。 毕业设计（论文）开题报告 学生姓名 系部 汽车系 专业、班级 指导教

3、师姓名 职称 教授 从事 专业 题目名称 FSAE方程式赛车车架优化设计 一、 课题研究现状、选题目的和意义 课题研究现状： Formula SAE 赛事由美国汽车工程师协会（the Society of AutomotiveEngineers 简称SAE）主办。SAE 是一个拥有超过60000 名会员的世界性的工程协会，致力与海、陆、空各类交通工具的发展进步。 Formula SAE 是一项面对美国汽车工程师学会学生会员组队参与的国际赛事，于1980 年在美国举办了第一届赛事。比赛的目的是设计、制造一辆小型的高性能赛车。目前美国、欧洲和

4、澳大利亚每年都会定期举办该项赛事。 Formula SAE 发展的初衷是想创立一个小型的道路赛车比赛，而现在已经发展成为一个拥有大约20 竞赛因素的大型比赛，参与者包括赛车和车队。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。由参与的学生负责管理整个项目，包括时间节点的安排，做预算以及成本控制、设计、采购设备、材料、部件以及制造和测试。Formula SAE 为在传统教室学习中的学生提供了一个现实的工程经历。Formula SAE 队员在这个过程中将会经受考验，面对挑战，培养创造性思维和实践能力出于此项比赛的宗旨，参赛学生们是被一个假象的制造公司雇佣，让他们制

5、造一辆原型车，用于量产前的各项评估。目标市场就是那些会在周末去参加高速穿障比赛（Autocross）的非专业车手。因此，这些赛车在加速、制动、和操控性方面要有非常好的表现。它们要造价低廉、便于维修并且足够可靠。另外，这些赛车的市场竞争力会因为一些附加因素，比如美观、舒适性和零件的兼容性而得到提升。对于设计团队来说，挑战在于要在一定的时间和一定的资金限制下，设计和制造出最能满足这些目的的原型车。每一项设计将会与其他的设计一起参与比较和评估从而决出最佳整车。 从世界范围来看，当今有三个地区有Formula SAE 的学生竞赛，即美国、欧洲、澳洲。70 年代中期，几个美国大学开始主办当地的学生设计

6、竞赛赛车。SAE MiniBaja 的名称沿袭了著名的墨西哥Baja 1000 汽车比赛。第一届SAE Mini Baja 比赛于1976 年举办，并且迅速成为一个地区性的年度比赛。比赛由三个评判标准组成，即一天的静态比赛——设计、成本、陈述——接着一天是各自的性能竞赛2项目。Mini Baja 比赛重点强调了地盘的设计，因为每个队伍都使用一个8 匹马力的引擎，这一点无法改变。在过去的20 多年里，SAE Mini Baja 的成功超乎了每个人的预期。 在SAE Mini Baja 的成功获得各界认同的同时，SAE 联合美国三大汽车公司开始推广一项技术水平更高的工程类学生竞赛，这就是Form

7、ula SAE。FormulaSAE 相比SAE Mini Baja 有着许多进步和发展，引擎的限制也已经大大放宽，允许参赛车队使用610cc 以下的发动机，这极大地提升了赛车的性能表现。在发达国家，很多高校已经从事Formula SAE 超过20 年时间，拥有大量资金和试验基础的情况下，他们的作品已经基本达到了专业水平，最高时速可达到甚至超过200km/h，0 到100km/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

8、项比赛一直保持了发展的态势。 国内由于起步较晚，在对FSEA赛车的也由2010年第一次成功举办，之前由中国台湾大学以及中国同济大学曾经赴美参加过比赛，由于很多技术上的问题也只是完成了一部分比赛，同济大学也取得了一定的成绩，为中FSAE方程式赛车的发展取得重大突破，在即将举办的2011中国FSAE方程式赛车，已有很多高校完成赛车的制作，这项赛事不但培养出中国汽车方面的人才，也为中国汽车事业的发展有着重要的意义。 目的： (1)通过此次毕业设计能为FSAE赛车提供出车架的设计方案，能填补学校在这方面的空白之处，也能为学校组建FSEA方程式赛车作出微薄的贡献。 （2）通过专业综合训练，综合运

9、用汽车设计课程和其他相关的理论与实际知识，掌握汽车设计的一般规律，学习正确的设计思想，培养分析和解决实际问题能力。 （3）通过汽车设计专业综合训练，使自己掌握运用标准，手册和查阅相关资料的能力，培养专业的设计能力。 （4）让自己学会从工程一线的角度出发，合理选择各总成的结构类型，制定设计方案，正确的分析，计算，校核，并考虑制造工艺，经济，使用，维修等问题，培养汽车设计的能力。 意义： （1）汽车作为交通工具之一，已经成为人们生活不可缺失的生活工具，在经济高速发展的今天，汽车工业也得到了很好的发展。所以生产出结构轻、性能好、质量高、安全可靠的汽车非常重要的意义。 （2）通过此次研究FS

10、AE方程式赛车车车的研究与设计，能为车的安全性、动力性等有着至关重要的联系，在生活中的汽车很多的性能数据都是通过各种各样的赛车比赛中体现出来的。 （3）为汽车事业培养出有用的人才。 （4）由于中国有2010年才开始举办FSAE方程式赛车的比赛，加之中国汽车制造业起步晚于发达国家，所以此次车架的研究设计对中国大学方程式赛车的设计有着突破性的意义。 二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题 研究的基本内容： （1） 研究应用有限元、静态分析以及所有软件基础。 （2） 车架设计方法以及设计步骤的研究。 （3） 以收集的资料车架为参考设计车架并对其进行PROE建模，将

11、建成的PROE车架模型导入到ANSYS中准备进行有限元分析。 （4） 分析研究建立有限元模型要考虑的问题，比如结构的简化，单元的选取，单元数量的控制，单元质量的检查，网格的布局以及连接方式的模拟。 （5） 研究影响有限元分析结果的因素，比如单元厚度，单元大小，加强筋以及部件连接的模拟方法。 （6） 对车架有限元模型进行刚度强度分析、模态分析；找出车架结构中需要改进的部位，并依据分析结果提车改进方案。 对研究的车架进行性能评价。建立优化分析模型进行优化设计提出科学的改进方案 拟解决的主要问题： 1. 设计车架的选择方法 2. 车架载荷及其约束的处理 3. 静态工况下弯曲工况的分析

12、处理 4. 计算结果的处理 5. 有限元模型的创建方法 6. 对模型进行加载及求解的方法 7. 对分析出的图形、数据的处理以及如何对车架进行优化 三、技术路线（研究方法） 对车架进行有限元分析 调研并收集FSAE赛车车架资料 对赛车车架进行总体布置 运用Pro/e建立初步的模型 有限元模型的建立 NO 对FSAE车架进行优化设计 车架定型 总图设计出图 Yes 完成设计和设计说明书 四、进度安排 （1）1周：领取题目，资料收集；调研； （2）2周：继续调研，整理开题报告，制定完成方案和路线； （3）3周：开题答

13、辩，设计任务总体方案，草图设计； （4）4周：总体设计方案，草图的审核与修订和计算； (5) 5-10周：包括底盘，副车架，专用装置的设计、计算与校核； (6) 11-12周：总图设计和部件图的修订，整理设计计算说明书； (7) 13周：整理、修订、审核； (8) 14周：预答辩； (9) 15周：修订； (10) 16周：答辩 五、参考文献 [1]吴思宇，罗伟。ANSYS工程计算应用教程[M]。北京：中国铁道出版社，2004:25-36 [2]余志生，汽车理论，机械工业出版社，20000.10 [3]刘惟信，汽车设计，清华大学出版社，2001.7 [4]陈家瑞，汽

14、车构造（下册），人民交通出版社，1999,5 [5]王望予，汽车设计（第四版），机械工业出版社，2005.7 [6]张朝辉，ANSYS10.0结构分析工程应用实例解析，机械工业出版社，2007.1 [7]刘新田，黄虎，刘长虹等，基于有限元的汽车车架静态分析。上海工程技术大学报，2007,6 [8] 张德平, 徐泽古, 徐斌. 客车车身骨架有限元分析[ J ]. 客车技术与研究, 2008, 30 [9] 陈国华. 汽车车门静态强度刚度计算与分析[ J ]. 机械制造与自动化, 2006, 3 [10]期刊：于国飞，黄红武，吴俊辉，基于有限元的FSAE赛车车架的强度及刚度计算与分析

15、，厦门理工大学机械工程系 [11]硕士学位论文：居小凡，陈关龙，Formula SAE赛车的设计制造及测试，上海交通大学，2009.1.1 [12]詹友刚：Pro/ENGINEER 中文野火版4.0曲面设计教程，机械工业出版社，2009.1 [13]谷安涛，常国振，汽车车架设计计算的有限元法，长春汽车研究所 [14]卞学良，汽车设计，机械工业出版社，2008.1 [15]王国权，龚国庆，汽车设计课程设计指导书，机械工业出版社，2010.3 [16] 刘极峰，计算机辅助设计与制造.[M].北京：高等教育出版社，2007 [17]韩璐，司景萍，李臣，基于ansysy软件的车架设计研究

16、综述，内蒙古工业大学2008.3 [18]王新彦，基于ansys的越野车车技模态分析，江苏科技大学机械工程学院，2009.4 [19] L.Y Chan, M. Doecke,Design/Build of a Formula SAE Vehicle, The University of Adelaide F-SAE Newsletter, 2000.9 [20] Adam Theander, Design of a Gearshift Mechanism with Integrated Clutch Lever, KTH Project Report Course 4F1542, 2004.7 六、备注 指导教师意见： 签字： 年 月 日