fsc赛车车架的有限元分析与优化

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1、辽宁工业大学硕士学位论文FSC赛车车架的有限元分析与优化专业:车辆工程研究生:孙博文指导教师:韩忠浩教授辽宁工业大学汽车与交通工程学院二〇一五年三月MasterThesisTheAnalysisandOptimizationofFSCCarFrameBasedonFEMSpeciality:VehicleEngineeringCandidate:SUNBo-wenSupervisor:ProfessorHANZhong-haoLiaoningUniversityofTechnologyJinzhou,121001,ChinaMarch2015摘要赛车车架作为赛车的安装基体，支撑着所

2、有车载部件及总成，并承受着来自地面的冲击力。车架结构的好坏对保护整车和车手生命安全有着重大意义，并且影响着赛车的操纵稳定性和燃油经济性。论文针对辽宁工业大学2014年FSC赛车车架开发进行了车架的有限元分析与优化。论文主要工作：首先，根据大赛规则及人机工程学对车架进行设计，并利用CATIA软件进行模型的建立。其次，在workbench软件中建立车架有限元模型，并对其进行了静、动态有限元分析。静态分析是对赛车行驶时所能遇到的5种工况进行仿真，校核各工况的强度，并对车架的刚度进行了计算。动态分析则对车架的振动特性进行研究，并获得车架的各阶固有频率以及相应振型。本文还对车架的翻滚事故进行

3、了碰撞有限元分析，所分析车架结构符合参赛要求。最后，对车架结构进行优化设计，优化后的车架较2014年参赛车架减重2.62kg，减重率达到7.8%。本文对FSC赛车车架人机工程学设计及优化设计都具有实际意义。关键词：FSC赛车车架；静力学分析；模态分析；车架翻滚分析；优化设计IAbstractAsaracingcarmountingsubstrate,theracingcarframesupportsallcarpartsandassemblyandbearstheforcefromtheground.Thequalityoftheframestructurefortheprotec

4、tionofthevehicleandthesafetyofthedriver,andforracingsteeringstabilityandfueleconomyhasgreatsignificance.Inthispaper,aimingatLiaoningUniversityin2014FSCracingchassisdevelopment,authordidfiniteelementanalysisandoptimizationoftheframe.Mainworkofthethesis:First,accordingtothecontestrulesandergonom

5、ictodesignoftheframe,andusingtheCATIAsoftwaretobuildthemodel.Secondly,establishedtheframefiniteelementmodelbytheworkbenchsoftwareanddidthestaticanddynamicfiniteelementanalysis.Forthestaticanalysis,authordidthesimulationwithfivekindsofconditionswhenthecardriving,checkedthestrengthofeachconditio

6、n,andcalculatedthestiffnessoftheframe.Forthedynamicanalysis,authorstudiedthevibrationcharacteristicsoftheframe,andunderstoodthenaturalfrequenciesoftheframeandthecorrespondingvibrationmode.Thispaperalsocarriedtheframerollovercrashfiniteelementanalysis.Theresultsshowthatthedesignoftheframemeetst

7、herequirements.Finally,optimizedtheframestructuredesignandfoundtheimprovedframereduced2.62kgcomparingwiththe2014competitionframe;Therateofweightlosswas7.8%.So,theergonomicallydesignoftheFSCracingframeandoptimaldesigninthispaperhaspracti