本田赛车车架的节能设计

1摘要本田节能赛车车架对于赛车来说，是及其重要的组成部分，因为车架承受着赛车全部的零部件还有总成。赛车在汽车跑道行驶时，在赛道的会受到各式各样的载荷，这些作用力会传递并作用在车架上，所以对于车架的优化设计，必须考虑其承受的强度、刚度。利用autocad软件平台对赛车车架进行三维建模，结合有限元原理，在计算机上运用ANSYS软件进行管状单元的车架分析，得到相应的应力；运用有限元分析软件对车架结构进行满载工况下进行下进行受力分析（静态，匀加速，匀速）分析，得到车架结构，并验证其有限元模型的受力是在车架最大承受范围内；利用有限元分析所得到的结果，改进车架的结构设计，在确保车架符合强度、刚度的条件时，尽量减少车架材料的使用，减少车架的质量，使其实现；最后，运用再有限元分析软件对改进后的的车架进行结构分析，使结果显示改进后的车架设计满足合理、安全、轻量化的设计要求。关键词：车架；轻量化；优化；仿真AbstractHondaenergy-savingcarframeforracing,andanimportantpart,becauseframeunderacarallthepartsandassembly.Thecarincarrunningontrack,thetrackwillbesubjecttoavarietyofload,theseforceswilltransferandtheroleofavehicleframe,sofortheoptimizationdesignoftheframemustconsiderthebearingstrength,stiffness.UsingAutoCADsoftwareplatformforthree-dimensional(3D)modelingofthecarframe,combinedwiththefiniteelementtheory,onthecomputerusingANSYSsoftwareoftubularunitframeanalysis,obtainedthecorrespondingstress;oftheframestructurewiththefiniteelementanalysissoftwareUndertheconditionoffullloadofstressanalysis(static,uniformacceleration,uniform)analysis,framestructure,andtoverifythefiniteelementmodeloftheforceisintheframetowithstandthemaximumrange;usingfiniteelementanalysisoftheobtainedresults,improvingthestructuredesignoftheframe,toensurethattheframewithstrength,stiffnessconditionstominimizeframematerials,reducetheframeofquality,makeitsimplementation;finally,theuseofandfiniteelementanalysissoftwareoftheimprovedframestructureanalysis,theresultsshowthattheimprovedframedesigntomeetthereasonable,safe,lightweightdesignrequirements.KeyWords：Frame；lightweight；optimization；Simulation目录1、绪论............................................................................................................................................21.1背景...................................................................................................................................21.2研究意义............................................................................................................................31.3相关研究领域....................................................................................................................32、ANSYS有限元软件简介............................................................................................................43、车架有限元建模.........................................................................................................................53.1车架CAD模型的建立.....................................................................................................53.2车架结构有限元确定........................................................................................................54、车架的强度刚度分析.................................................................................................................64.1实车静止工况下车架的结构分析....................................................................................64.1.1车架的受力分析.....................................................................................................64.1.2车架的载荷与约束处理.........................................................................................724.1.3车架强度校核.......................................................................................................104.2实车加速牵引工况下车架的结构分析..........................................................................104.2.1车架的受力分析...................................................................................................104.2.2车架的载荷与约束处理.......................................................................................124.2.3计算结果及分析...................................................................................................124.2.4车架强度校核.......................................................................................................144.3实车匀速曲线牵引工况下车架的结构分析..................................................................154.3.1车架的受力分析...................................................................................................154.3.2车架的载荷与约束处理.......................................................................................174.3.3计算结果及分析...................................................................................................174.3.4车架强度校核.....................................................................................................195、总结..........................................................................................................................................19参考文献...................................................................................................................................20致谢..............................................................................................................................................201绪论1.1背景当前能源危机已经越来越显现，而与之同时汽车的节能减排已经成为了社会热点问题之一。现如今世界石油消耗量逐年增加，全球从1970年的23亿吨提升到了2006年的35亿吨。虽然从我们得知的消息—所探明的石油储量一直在递增。但以现阶段原油的消耗速度来看，到21世纪中叶的时候，地球石油资源就会接近枯竭，这已成为我们不得不面对的一个现实性问题。海外的许多发达国家在20世纪中期的时候就已开始进行了战略调整，他们那时已经意识到凭借传统石化资源类似推动经济增长的这种模式已经走到了尽头，我们需要寻求一种新的能源来解决未来这种可预见的能源危机。我国作为能源消耗大国，又是石油资源相对匮乏，产能也相对稀缺的国家。加之粗放型的经济模式，所有这种危机感要更强烈一些。近年来过架年产石