毕业设计（论文）题目大学生F1方程式赛车整车设计专业车辆工程班级学号学生指导教师讲 师二一三 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 CarABSTRACTThe 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, has important significances to improve the vehicle performance. According to FSC contest rules (2012) of the Peoples Republic of China requires, first of all, using the software of UG6.0 to carrry out on 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 have performances.KEY WORDS:UG, the formula 1 racing car of College students, frame ,finite element analysis , dynamic matching.目录第一章 绪论1.1、 Formule SAE概述1.1.1、 背景1.1.2、 发展及现状1.2、 任务及目标第二章 赛车总体参数与主要总成的选择2.1、 概述 2.1.1、 总体设计因满足的要求 2.1.2、 总体设计的目的2.2、 汽车形式的选择 2.2.1、 轴数 2.2.2、 驱动形式 2.2.3、 布置形式2.3、 汽车主要参数的选择 2.3.1、 汽车主要尺寸的确定 2.3.2、 汽车质量参数的确定 2.3.3、 汽车动力性参数的确定2.4、 发动机的选择 2.4.1、 发动机限制 2.4.2、 发动机主要性能指标的选择 2.4.3、 进气系统 2.4.4、 排气系统2.5、 传动系统 2.5.1、 变速箱性能参数的确定 2.5.2、 主减速器及差速器的确定2.6、 轮胎和轮辋的选择2.7、 悬架系统的选择 2.7.1、 比赛要求 2.7.2、 悬架的作用 2.7.3、 悬架的分类 2.7.4、 悬架的选择 2.7.5、 方程式赛车悬架的特殊性2.8、 制动系统的选择 2.8.1、 制动系统要求 2.8.2、 制动器的分类 2.8.3、 制动器的选择2.9、 转向系统的选择 2.9.1、 转向的要求 2.9.2、 转向系的确定2.10、 车架形式的选择 2.10.1、 车架的定义 2.10.2、 车架的设计 2.10.3、 车架的分类第三章 赛车整车的总体设计3.1、 车架的设计 3.1.1、 车架的设计流程 3.1.2、 车架设计要求 3.1.3、 名词解释 3.1.4、 车架设计过程 3.1.4.1、 前环以及前斜撑设计 3.1.4.2、 主环设计 3.1.4.3、 支撑要求 3.1.5、 车架材料的选择 3.1.6、 车架焊接方式的选择3.2、 其他部件的三维建模 3.2.1、 发动机总成以及变速箱三维建模 3.2.2、 制动总泵以及各个踏板的三维建模 3.2.3、 悬架系统建模 3.2.4、 制动系统的三维建模 3.2.5、 车轮三维建模 3.2.6、 后驱动桥三维建模 3.2.7、 转向系统的设计 3.2.8、 油箱三维模型的建立 3.2.9、 车身的设计 3.2.10、 座椅的设计 3.2.11、 赛车的总装第四章 整车设计中的关键问题4.1、 车架强度校核 4.1.1、 有限元软件介绍 4.1.2、 有限元模型的建立 4.1.3、 模型的简化及建立 4.1.4、 网格划分 4.1.5、 车架静力学分析 4.1.5.1、 车架静态载荷分析 4.1.5.2、 工况分析及边界条件处理 4.1.5.3、 弯曲工况分析 4.1.5.4、 制动工况的分析 4.1.6、 车架刚度分析 4.1.6.1、 车架扭转刚度分析 4.1.6.2、 车架弯曲刚度分析 4.1.7、 车架模型（二）的有限元模型分析4.2、动力系统计算匹配及评价 4.2.1、 概述 4.2.2、 动力性能计算 4.2.2.1、 动力性相关公式 4.2.2.2、 计算过程及结果 4.2.2.3、 本节结论第五章 结论参考文献致谢绪论1.1、 Formule SAE 概述1.1.1、 背景Formula SAE，是由各国SAE，即汽车工程师协会举办的面向在读或毕业7个月以内的本科生或研究生举办的一项学生方程式赛车比赛，要求在一年的时间内制造出一辆在加速、刹车、操控性方面有优异的表现并且足够稳定耐久，能够成功完成规则中列举的所有项目业余休闲赛车。自1981年创办以来，FSAE已发展成为每年由7个国家举办的9场赛事所组成，并有数百支来自全球顶级高校的车队参与的青年工程师盛会。SAE方程式（Formula SAE）系列赛将挑战本科生、研究生团队构思、设计与制造小型具有越野性能的方程式赛车的能力。为给车队最大的设计弹性和自我表达创意和想象力的空间，在整车设计方面将会限制很少。赛前车队通常用8至12个月组的时间设计、建造、测试和准备赛车。在与来自世界各地的大学代表队的比较中，赛事给了车队证明和展示其创造力和工程技术能力的机会。为了达到比赛的目的、学生可以把自己假想设计人员。某一制造公司聘请他们为其设计、制造和论证一辆用来评估该公司某一量产项目的原型车。预期的销售市场是周末业余汽车比赛。因此，该车必须在加速，制动和操控性能方面表现出色。该车必须成本低廉、易于维修、可靠性好。此外，考虑到市场销售的因素，该车需美观、舒适，零部件也需要有通用性。制造企业计划每天生产四辆该型车, 并要求原型车实际耗资应低于2.5万美元（该规则09年已经取消）