大學(xué)生方程式賽車使用材料分析

1、【精品文檔】如有侵權(quán)，請聯(lián)系網(wǎng)站刪除，僅供學(xué)習(xí)與交流大學(xué)生方程式賽車使用材料分析.精品文檔.大學(xué)生方程式賽車使用材料分析摘要：本論文主要內(nèi)容為大學(xué)生方程式賽車正在普及中國的高校，在參賽隊(duì)伍的努力下，這項(xiàng)比賽正在給中國的汽車制造業(yè)注入活力。對于參賽者而言，對汽車材料知識的學(xué)習(xí)非常重要，因?yàn)橥ㄟ^對車架、車身、輪胎、油氣系統(tǒng)材料選擇以及優(yōu)化可以極大提高賽車的整體性能下文，將會對現(xiàn)在的方程式賽車的整體車結(jié)構(gòu)的材料進(jìn)行分析以及對于參賽者材料選擇重要性的論述。Abstract: the main content of this thesis is to popularize Chinese for col

2、lege students of Formula One racing college, in the team's efforts, this game is to Chinese automobile manufacturing industry infuse vigor.The contestants, to automotive materials knowledge learning is very important, because the frame, body, tires, oil and gas system in material selection and o

3、ptimization can greatly improve the overall performance of the car below, will be on the present formula car integral structure material for analysis and material selection for contestants in the exposition of the importance. 中國大學(xué)生方程式汽車大賽（以下簡稱“FSAE”）是中國汽車工程學(xué)會及其合作會員單位 在學(xué)習(xí)和總結(jié)美、日、德等國家相關(guān)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上 結(jié)合中國國情 精心

4、打造的一項(xiàng)全新賽事。我們大學(xué)生參與其中主要意義在于通過動手實(shí)踐增強(qiáng)理論知識，為我國的汽車工業(yè)發(fā)展輸送高素質(zhì)的人才。在參與FASE中，對于賽車的設(shè)計(jì)固然重要，但是對于賽車材料的選擇同樣是重中之重。通過對材料的準(zhǔn)確把握，設(shè)計(jì)制造出合格的賽車，是FASE的靈魂。而靈魂的重要性值得所有參與其中的人認(rèn)真研究。首先我們從車架說起。車架是是構(gòu)起賽車的基本，車架是車輛的主體結(jié)構(gòu)，為其他部件，如懸架、發(fā)動機(jī)、座椅、踏板、傳動裝置等提供安裝的位置，并承受所有部件傳來的力。所以我們說，對于車架材料的選擇非常重要，因?yàn)樗鼪Q定了賽車的穩(wěn)定性。對因?yàn)橛诖髮W(xué)生來講，設(shè)計(jì)的賽車從簡單以及可行性來考慮，多采用空間衍架結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)

5、制造簡單便宜，并且發(fā)生碰撞后可以很容易的檢修。（Christopher Scott Baker , University of SoutherFoES Formula SAE-A Space Frame Chassis Design）對于材料的選擇，目前大多采用低碳鋼及合金鋼，鋁合金和復(fù)合材料也有車隊(duì)采用。大賽規(guī)則對材料的限制，例如鋁合金的壁厚須在3mm以上等規(guī)定，是選擇材料首先要考慮的問題。對材料不僅僅要考慮它的強(qiáng)度和密度，同樣重要的是材料的穩(wěn)定性、加工焊接工藝要求、能否獲得、價格等因素。不同部位可以選擇不同的材料和管型，以在受力能保證的前提下降低成本。在一定的情況下，我們可以學(xué)習(xí)有限元分析

6、軟件，通過對材料的優(yōu)化，合理選擇車架的材料，推薦使用ANSYS軟件，對于選材幫助很大。特別的，我們需要考慮鋁合金與鋼結(jié)構(gòu)的焊接問題，因?yàn)榻饘俨牧现g的焊接需要通過多次測量才能夠解決好焊接不穩(wěn)定的問題。從整體來看，目前從車輛制造角度來看，大家多采用4130號鋼，即鉻鉬鋼。因?yàn)殂t鉬鋼不易折斷，比較穩(wěn)定，但是焊接有一定困難，需要賽車設(shè)計(jì)參與者能夠仔細(xì)研究焊接問題。那么，對于整車的成品來講，將會有很大的幫助。會起到事倍功半的效果，提高效率，增加賽車的穩(wěn)定性。方程式賽車的發(fā)動機(jī)一般可以直接購買，對于我們來說無法決定他的材料，談?wù)撘饬x不大。所以我們可以對車身的材料進(jìn)行更多的研究，因?yàn)樗袇①愱?duì)伍，車身都由

7、自己設(shè)計(jì)制造。賽車的車身既要滿足強(qiáng)度和使用壽命的要求，還應(yīng)滿足性能、安全、價格、節(jié)能等方面的需要。綜合各方面的考慮，大都選擇鋁合金材料，因?yàn)殇X合金密度小，比強(qiáng)度和比剛度高，塑性好，易于成型，工藝簡單成本低廉等。新型的車身材料多種多樣，諸如泡沫鋁合金車身，全鋁車身，鈦合金車身TD1車身部件，高強(qiáng)度纖維復(fù)合材料等。從成本性能考慮，現(xiàn)在的FASE參賽隊(duì)伍多采用鋁合金材料，當(dāng)然現(xiàn)在也有些隊(duì)伍開始使用鈦纖維材料車身，這對于整車的性能來講，又有較大改進(jìn)，在整車的質(zhì)量上，減輕了質(zhì)量，提高節(jié)能性能，增加了車身使用壽命。從專業(yè)角度來看，這將成為未來賽車車身制造的主流。所以，在一定的可能情況下，大膽嘗試新材料，在

8、節(jié)約成本以及能源的情況下，不斷提高賽車性能，是FASE所極力提倡的?，F(xiàn)代車輛的構(gòu)造材料極其多樣，主要材料鋼、鐵、鋁、橡膠占車接近90，其余為其他多種材料，包括有色金屬。上面主要討論了金屬材料在賽車中的應(yīng)用，下面，著重分析非金屬材料在大學(xué)生方程式賽車中的應(yīng)用。車用材料的主題始終圍繞環(huán)保、節(jié)能、安全、舒適性和低成本這五個主題展開，當(dāng)然大學(xué)生方程式賽車也不例外?，F(xiàn)在出現(xiàn)使用的陶瓷材料發(fā)動機(jī)，碳纖維強(qiáng)化塑料等都蘊(yùn)含上述的主題。在非金屬中，首先分析橡膠的使用，因?yàn)橄鹉z對車胎的使用重要。輪胎是汽車行駛系統(tǒng)中的主要組成部分之一，輪胎的合理使用，關(guān)系到汽車安全、能源節(jié)約和成本的降低。輪胎的技術(shù)狀況使賽車油耗在

9、10到15范圍內(nèi)變化，所以輪胎選材意義重大。在方程式賽車設(shè)計(jì)制造中，配合鋁合金內(nèi)盤的橡膠輪胎多采用鋼絲纖維、胎面環(huán)、凸緣、胎體組成。一般來說，輪胎最重要的一個特性就是抓地力。對輪胎表面的花紋設(shè)計(jì)，符合道路條件，行車速度，美觀。賽車輪胎使用普遍采用子午胎，彈性大，耐磨性好，抓地力強(qiáng)。其次，在在賽車的制造中，橡膠的用處還有很多，統(tǒng)一稱為用橡膠制品，如傳動V形帶、各種膠管、密封制品、減震橡膠制品及安全氣袋幾大類。在賽車制造中，一定要選好橡膠種類，增加賽車的整體安全性能。另一個非金屬材料用于方程式賽車上的是車身涂料。汽車涂料在車的性能上沒有幫助，但要保證滿足展示參賽隊(duì)伍的特色。要求滿足漂亮的外觀，極好

10、地耐腐蝕性，極好地耐擦洗性和耐污性以及可修補(bǔ)性。常用的車身涂漆有C06-1鐵紅醇酸，C06-17鐵紅醇酸F06-1等，方程式賽車可以選用其中的材料。賽車中的復(fù)合材料有碳纖維強(qiáng)化塑料，玻璃增強(qiáng)塑料，玻璃纖維增強(qiáng)金屬等材料，這些材料的使用可以，降低賽車質(zhì)量，提高賽車安全性能。但是由于車用復(fù)合材料成本比較高，一般對于參賽隊(duì)伍來說難以承受，所以，這些材料可以進(jìn)行模擬使用，增加自己對于賽車制造技術(shù)的提高，為以后的工作中提供幫助。汽車材料是汽車設(shè)計(jì)、品質(zhì)、質(zhì)量及競爭力的基礎(chǔ)，賽車性能在很大程度上取決于汽車材料的使用。大學(xué)生方程式賽車材料的使用具有多樣化、多元化。經(jīng)過所有參與人員的努力，優(yōu)化賽車性能，給方程式賽車的發(fā)展注入