方程式賽車車體結構設計的復合材料機械試驗

方程式賽車車體結構設計的復合材料機械試驗

受F1賽事的啟發，IMechE（機械工程師協會）和SAE（機械工程師協會）組織全球大學和學院學生的年度比賽，設計和制造單座賽車。底盤或車架的設計是關鍵部分，因為質量和剛度與汽車的性能和駕駛員的安全性直接相關。底盤的質量減輕對車內其他結構的設計有直接的影響。為了減輕賽車的質量，車體選擇單殼式設計。單殼式設計應滿足足夠的扭轉剛度，并在可能發生碰撞的情況下吸收沖擊的能量。進行了3種機械試驗，主要是3點彎曲試驗、周圍剪切試驗和能量吸收試驗。

使用Instron 5980萬能試驗機進行3點彎曲試驗。車體建模為在端部簡單地支撐并在車體中心承載的梁。通過測試可以得到彎曲應力、應變和剛度（在彎曲彈性模量方面）。總共進行64次彎曲試驗，通過改變碳纖維的類型、材料厚度、材料密度來實現不同的試驗。

測試結果表明，復合材料厚度和質量、密度對于車體尺寸有著顯著影響，其中較薄、密度較高的復合材料最適合制成車體。另一方面，結果受到一些不確定性的影響，包括如何進行測試，測試樣品的生產過程中的可能出現的錯誤和測試設置，在3點彎曲測試中對減小的測試樣品上的負載。測試中的這些不確定因素將進一步受到關注。

刊名：International Journal of Mechanical,Aerospace,Industrial,Mechatronic and Manufacturing Engineering（英）

刊期：2016年第10期

作者：Erik Vass?y Olsen et al

編譯：野晨晨