基于FSAE大學生電動方程式賽車的副車架設計與分析

摘 要：根據中國大學生方程式汽車大賽的規則要求，本文設計了一款桁架鋼管結構車架，但加工誤差導致后艙部件裝配困難，因此本文采用副車架來代替后艙部分桁架鋼管結構。副車架可用于電機、差速器、懸架叉臂和懸架避震器等部件的安裝。本文以車架-副車架系統為研究對象，利用CATIA建立幾何模型，通過ANSYS對模型進行拓撲優化，對扭轉、滿載彎曲等工況進行分析，最終設計出能夠達到整車強度要求且滿足功能性需求的副車架結構。

關鍵詞：FASE賽車；副車架；有限元；拓撲優化

中圖分類號：U 46 " " 文獻標志碼：A

中國大學生方程式汽車大賽是一項由高等院校汽車工程或汽車相關專業在校學生組隊參加的汽車設計與制造比賽。作為整輛賽車的核心組成部分，車架不僅是賽車的載體，更是直接影響整車質量和整車性能的關鍵因素。目前車架有2種形式：一是采用復合材料單體殼，二是采用桁架鋼管結構。由于單體殼制造成本高昂，桁架鋼管結構的車架制造成本較低、結構簡單且加工制作較容易，因此大多數參賽車隊基本采用桁架鋼管結構。但是，在車架鋼管焊接過程中，即使有設計夾具能對管件位置進行固定，由焊接產生的應力也會導致車架結構發生變形，使吊耳位置偏移原本位置，因此常出現吊耳定位準確，但冷卻拆下定位夾具后，賽車部件無法裝配的問題（部件的定位無法保證），給整車裝配帶來了巨大困擾。副車架能改善這種情況。……