FSC賽車(chē)車(chē)架結(jié)構(gòu)拓?fù)湓O(shè)計(jì)及輕量化研究.pdf

1、結(jié)構(gòu)的拓?fù)湓O(shè)計(jì)和輕量化研究，是當(dāng)今汽車(chē)行業(yè)設(shè)計(jì)的主流發(fā)展方向。把結(jié)構(gòu)拓?fù)湓O(shè)計(jì)理論和輕量化方法融入到車(chē)架設(shè)計(jì)中，能夠得到新形式、輕質(zhì)量的車(chē)架結(jié)構(gòu)。
　　本文運(yùn)用連續(xù)體拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)理論，針對(duì)FSC賽車(chē)車(chē)架進(jìn)行結(jié)構(gòu)拓?fù)湓O(shè)計(jì)。結(jié)合競(jìng)賽規(guī)則、汽車(chē)人機(jī)工程學(xué)和車(chē)架總布置三方面因素，運(yùn)用結(jié)構(gòu)拓?fù)湓O(shè)計(jì)方法，得到新形式的賽車(chē)車(chē)架結(jié)構(gòu)。之后，對(duì)車(chē)架圓管壁厚進(jìn)行尺寸優(yōu)化，以使車(chē)架在結(jié)構(gòu)合理的前提下獲得更低重量。通過(guò)強(qiáng)度、剛度、振動(dòng)模態(tài)分析后，車(chē)架結(jié)構(gòu)從

2、概念性的層面上升到了具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的層面?？v觀設(shè)計(jì)的總體過(guò)程，主要得出以下結(jié)論：
　?。?）車(chē)架結(jié)構(gòu)拓?fù)湓O(shè)計(jì)方法要應(yīng)用在設(shè)計(jì)的初始階段，相比傳統(tǒng)方法，拓?fù)湓O(shè)計(jì)的車(chē)架結(jié)構(gòu)，組件數(shù)目明顯減少，結(jié)構(gòu)工整，不會(huì)出現(xiàn)贅余結(jié)構(gòu)，能夠合理、有效的利用特定空間。
　?。?）拓?fù)湓O(shè)計(jì)過(guò)程中，增大約束函數(shù)值，計(jì)算收斂的迭代次數(shù)增多，收斂難度加大。通過(guò)迭代計(jì)算，可以得到車(chē)架在不同約束函數(shù)下的材料分布云圖。說(shuō)明，結(jié)構(gòu)拓?fù)湓O(shè)計(jì)方法能夠應(yīng)用在賽車(chē)車(chē)架

3、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中。
　?。?）通過(guò)計(jì)算分析，驗(yàn)證車(chē)架結(jié)構(gòu)在六種工況下滿足強(qiáng)度要求。車(chē)架彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度均在合理設(shè)計(jì)值范圍內(nèi)。體現(xiàn)出所建立車(chē)架三維模型的合理性。
　?。?）通過(guò)對(duì)車(chē)架進(jìn)行輕量化研究，車(chē)架重量從最初設(shè)計(jì)值29.9kg減小到23.4kg，降重幅度達(dá)21.7％。相比中北大學(xué)現(xiàn)有賽車(chē)的車(chē)架重量32kg，降重幅度達(dá)26.9%。表明，本文所研究?jī)?nèi)容的有效性。
　　本文首次把結(jié)構(gòu)拓?fù)湓O(shè)計(jì)法運(yùn)用到FSC賽車(chē)車(chē)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，具