HQF-600型FASE一級(jí)方程式賽車車架優(yōu)化設(shè)計(jì)開題報(bào)告

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 設(shè)計(jì)（論文）題目: FSAE方程式賽車車架設(shè)計(jì) 院 系 名 稱: 汽車與交通工程學(xué)院 專 業(yè) 班 級(jí): 學(xué) 生 姓 名: 導(dǎo) 師 姓 名: 開 題 時(shí) 間: 指導(dǎo)委員會(huì)審查意見： 簽字： 年 月 日 開題報(bào)告撰寫要求 一、“開題報(bào)告”參考提綱 1. 課題研究目的和意義； 2. 文獻(xiàn)綜述（課題研究現(xiàn)狀及分析）； 3. 基本內(nèi)容、擬解決的主要問題； 4. 技術(shù)路線或研究方法； 5. 進(jìn)度安排； 6. 主要參考文獻(xiàn)。 二、“開題報(bào)告”撰寫規(guī)范 請(qǐng)參照《黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書及畢業(yè)論文撰寫規(guī)范》要求。字?jǐn)?shù)應(yīng)在4000字以上，文字要精練通順，條理分明，文字圖表要工整清楚。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 學(xué)生姓名 系部 汽車系 專業(yè)、班級(jí) 指導(dǎo)教師姓名 職稱 教授 從事 專業(yè) 題目名稱 FSAE方程式賽車車架優(yōu)化設(shè)計(jì) 一、 課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義 課題研究現(xiàn)狀： Formula SAE 賽事由美國(guó)汽車工程師協(xié)會(huì)（the Society of AutomotiveEngineers 簡(jiǎn)稱SAE）主辦。SAE 是一個(gè)擁有超過60000 名會(huì)員的世界性的工程協(xié)會(huì)，致力與海、陸、空各類交通工具的發(fā)展進(jìn)步。 Formula SAE 是一項(xiàng)面對(duì)美國(guó)汽車工程師學(xué)會(huì)學(xué)生會(huì)員組隊(duì)參與的國(guó)際賽事，于1980 年在美國(guó)舉辦了第一屆賽事。比賽的目的是設(shè)計(jì)、制造一輛小型的高性能賽車。目前美國(guó)、歐洲和澳大利亞每年都會(huì)定期舉辦該項(xiàng)賽事。 Formula SAE 發(fā)展的初衷是想創(chuàng)立一個(gè)小型的道路賽車比賽，而現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展成為一個(gè)擁有大約20 競(jìng)賽因素的大型比賽，參與者包括賽車和車隊(duì)。Formula SAE 向年輕的工程師們提供了一個(gè)參與有意義的綜合項(xiàng)目的機(jī)會(huì)。由參與的學(xué)生負(fù)責(zé)管理整個(gè)項(xiàng)目，包括時(shí)間節(jié)點(diǎn)的安排，做預(yù)算以及成本控制、設(shè)計(jì)、采購(gòu)設(shè)備、材料、部件以及制造和測(cè)試。Formula SAE 為在傳統(tǒng)教室學(xué)習(xí)中的學(xué)生提供了一個(gè)現(xiàn)實(shí)的工程經(jīng)歷。Formula SAE 隊(duì)員在這個(gè)過程中將會(huì)經(jīng)受考驗(yàn)，面對(duì)挑戰(zhàn)，培養(yǎng)創(chuàng)造性思維和實(shí)踐能力出于此項(xiàng)比賽的宗旨，參賽學(xué)生們是被一個(gè)假象的制造公司雇傭，讓他們制造一輛原型車，用于量產(chǎn)前的各項(xiàng)評(píng)估。目標(biāo)市場(chǎng)就是那些會(huì)在周末去參加高速穿障比賽（Autocross）的非專業(yè)車手。因此，這些賽車在加速、制動(dòng)、和操控性方面要有非常好的表現(xiàn)。它們要造價(jià)低廉、便于維修并且足夠可靠。另外，這些賽車的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力會(huì)因?yàn)橐恍└郊右蛩?，比如美觀、舒適性和零件的兼容性而得到提升。對(duì)于設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)來說，挑戰(zhàn)在于要在一定的時(shí)間和一定的資金限制下，設(shè)計(jì)和制造出最能滿足這些目的的原型車。每一項(xiàng)設(shè)計(jì)將會(huì)與其他的設(shè)計(jì)一起參與比較和評(píng)估從而決出最佳整車。 從世界范圍來看，當(dāng)今有三個(gè)地區(qū)有Formula SAE 的學(xué)生競(jìng)賽，即美國(guó)、歐洲、澳洲。70 年代中期，幾個(gè)美國(guó)大學(xué)開始主辦當(dāng)?shù)氐膶W(xué)生設(shè)計(jì)競(jìng)賽賽車。SAE MiniBaja 的名稱沿襲了著名的墨西哥Baja 1000 汽車比賽。第一屆SAE Mini Baja 比賽于1976 年舉辦，并且迅速成為一個(gè)地區(qū)性的年度比賽。比賽由三個(gè)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)組成，即一天的靜態(tài)比賽——設(shè)計(jì)、成本、陳述——接著一天是各自的性能競(jìng)賽2項(xiàng)目。Mini Baja 比賽重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了地盤的設(shè)計(jì)，因?yàn)槊總€(gè)隊(duì)伍都使用一個(gè)8 匹馬力的引擎，這一點(diǎn)無法改變。在過去的20 多年里，SAE Mini Baja 的成功超乎了每個(gè)人的預(yù)期。 在SAE Mini Baja 的成功獲得各界認(rèn)同的同時(shí)，SAE 聯(lián)合美國(guó)三大汽車公司開始推廣一項(xiàng)技術(shù)水平更高的工程類學(xué)生競(jìng)賽，這就是Formula SAE。FormulaSAE 相比SAE Mini Baja 有著許多進(jìn)步和發(fā)展，引擎的限制也已經(jīng)大大放寬，允許參賽車隊(duì)使用610cc 以下的發(fā)動(dòng)機(jī)，這極大地提升了賽車的性能表現(xiàn)。在發(fā)達(dá)國(guó)家，很多高校已經(jīng)從事Formula SAE 超過20 年時(shí)間，擁有大量資金和試驗(yàn)基礎(chǔ)的情況下，他們的作品已經(jīng)基本達(dá)到了專業(yè)水平，最高時(shí)速可達(dá)到甚至超過200km/h，0 到100km/h 加速時(shí)間一般都在4.5s 以內(nèi)。從原先在SAE Mini Baja 比賽中的8hp 發(fā)動(dòng)機(jī)到現(xiàn)今Formula SAE 中已經(jīng)超過100hp 的大功率發(fā)動(dòng)機(jī)，F(xiàn)ormula SAE 在多方面都取得了驚人的成績(jī)，并且該項(xiàng)比賽一直保持了發(fā)展的態(tài)勢(shì)。 國(guó)內(nèi)由于起步較晚，在對(duì)FSEA賽車的也由2010年第一次成功舉辦，之前由中國(guó)臺(tái)灣大學(xué)以及中國(guó)同濟(jì)大學(xué)曾經(jīng)赴美參加過比賽，由于很多技術(shù)上的問題也只是完成了一部分比賽，同濟(jì)大學(xué)也取得了一定的成績(jī)，為中FSAE方程式賽車的發(fā)展取得重大突破，在即將舉辦的2011中國(guó)FSAE方程式賽車，已有很多高校完成賽車的制作，這項(xiàng)賽事不但培養(yǎng)出中國(guó)汽車方面的人才，也為中國(guó)汽車事業(yè)的發(fā)展有著重要的意義。 目的： (1)通過此次畢業(yè)設(shè)計(jì)能為FSAE賽車提供出車架的設(shè)計(jì)方案，能填補(bǔ)學(xué)校在這方面的空白之處，也能為學(xué)校組建FSEA方程式賽車作出微薄的貢獻(xiàn)。 （2）通過專業(yè)綜合訓(xùn)練，綜合運(yùn)用汽車設(shè)計(jì)課程和其他相關(guān)的理論與實(shí)際知識(shí)，掌握汽車設(shè)計(jì)的一般規(guī)律，學(xué)習(xí)正確的設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)分析和解決實(shí)際問題能力。 （3）通過汽車設(shè)計(jì)專業(yè)綜合訓(xùn)練，使自己掌握運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)，手冊(cè)和查閱相關(guān)資料的能力，培養(yǎng)專業(yè)的設(shè)計(jì)能力。 （4）讓自己學(xué)會(huì)從工程一線的角度出發(fā)，合理選擇各總成的結(jié)構(gòu)類型，制定設(shè)計(jì)方案，正確的分析，計(jì)算，校核，并考慮制造工藝，經(jīng)濟(jì)，使用，維修等問題，培養(yǎng)汽車設(shè)計(jì)的能力。 意義： （1）汽車作為交通工具之一，已經(jīng)成為人們生活不可缺失的生活工具，在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，汽車工業(yè)也得到了很好的發(fā)展。所以生產(chǎn)出結(jié)構(gòu)輕、性能好、質(zhì)量高、安全可靠的汽車非常重要的意義。 （2）通過此次研究FSAE方程式賽車車車的研究與設(shè)計(jì)，能為車的安全性、動(dòng)力性等有著至關(guān)重要的聯(lián)系，在生活中的汽車很多的性能數(shù)據(jù)都是通過各種各樣的賽車比賽中體現(xiàn)出來的。 （3）為汽車事業(yè)培養(yǎng)出有用的人才。 （4）由于中國(guó)有2010年才開始舉辦FSAE方程式賽車的比賽，加之中國(guó)汽車制造業(yè)起步晚于發(fā)達(dá)國(guó)家，所以此次車架的研究設(shè)計(jì)對(duì)中國(guó)大學(xué)方程式賽車的設(shè)計(jì)有著突破性的意義。 二、設(shè)計(jì)（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題 研究的基本內(nèi)容： （1） 研究應(yīng)用有限元、靜態(tài)分析以及所有軟件基礎(chǔ)。 （2） 車架設(shè)計(jì)方法以及設(shè)計(jì)步驟的研究。 （3） 以收集的資料車架為參考設(shè)計(jì)車架并對(duì)其進(jìn)行PROE建模，將建成的PROE車架模型導(dǎo)入到ANSYS中準(zhǔn)備進(jìn)行有限元分析。 （4） 分析研究建立有限元模型要考慮的問題，比如結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化，單元的選取，單元數(shù)量的控制，單元質(zhì)量的檢查，網(wǎng)格的布局以及連接方式的模擬。 （5） 研究影響有限元分析結(jié)果的因素，比如單元厚度，單元大小，加強(qiáng)筋以及部件連接的模擬方法。 （6） 對(duì)車架有限元模型進(jìn)行剛度強(qiáng)度分析、模態(tài)分析；找出車架結(jié)構(gòu)中需要改進(jìn)的部位，并依據(jù)分析結(jié)果提車改進(jìn)方案。 對(duì)研究的車架進(jìn)行性能評(píng)價(jià)。建立優(yōu)化分析模型進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)提出科學(xué)的改進(jìn)方案 擬解決的主要問題： 1. 設(shè)計(jì)車架的選擇方法 2. 車架載荷及其約束的處理 3. 靜態(tài)工況下彎曲工況的分析處理 4. 計(jì)算結(jié)果的處理 5. 有限元模型的創(chuàng)建方法 6. 對(duì)模型進(jìn)行加載及求解的方法 7. 對(duì)分析出的圖形、數(shù)據(jù)的處理以及如何對(duì)車架進(jìn)行優(yōu)化 三、技術(shù)路線（研究方法） 對(duì)車架進(jìn)行有限元分析 調(diào)研并收集FSAE賽車車架資料 對(duì)賽車車架進(jìn)行總體布置 運(yùn)用Pro/e建立初步的模型 有限元模型的建立 NO 對(duì)FSAE車架進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì) 車架定型 總圖設(shè)計(jì)出圖 Yes 完成設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)說明書 四、進(jìn)度安排 （1）1周：領(lǐng)取題目，資料收集；調(diào)研； （2）2周：繼續(xù)調(diào)研，整理開題報(bào)告，制定完成方案和路線； （3）3周：開題答辯，設(shè)計(jì)任務(wù)總體方案，草圖設(shè)計(jì)； （4）4周：總體設(shè)計(jì)方案，草圖的審核與修訂和計(jì)算； (5) 5-10周：包括底盤，副車架，專用裝置的設(shè)計(jì)、計(jì)算與校核； (6) 11-12周：總圖設(shè)計(jì)和部件圖的修訂，整理設(shè)計(jì)計(jì)算說明書； (7) 13周：整理、修訂、審核； (8) 14周：預(yù)答辯； (9) 15周：修訂； (10) 16周：答辯 五、參考文獻(xiàn) [1]吳思宇，羅偉。ANSYS工程計(jì)算應(yīng)用教程[M]。北京：中國(guó)鐵道出版社，2004:25-36 [2]余志生，汽車?yán)碚摚瑱C(jī)械工業(yè)出版社，20000.10 [3]劉惟信，汽車設(shè)計(jì)，清華大學(xué)出版社，2001.7 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