大學(xué)生方程式賽車(chē)使用材料分析

1、【精品文檔】如有侵權(quán)，請(qǐng)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(chē)使用材料分析.精品文檔.大學(xué)生方程式賽車(chē)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(chē)正在普及中國(guó)的高校，在參賽隊(duì)伍的努力下，這項(xiàng)比賽正在給中國(guó)的汽車(chē)制造業(yè)注入活力。對(duì)于參賽者而言，對(duì)汽車(chē)材料知識(shí)的學(xué)習(xí)非常重要，因?yàn)橥ㄟ^(guò)對(duì)車(chē)架、車(chē)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(chē)的整體性能下文，將會(huì)對(duì)現(xiàn)在的方程式賽車(chē)的整體車(chē)結(jié)構(gòu)的材料進(jìn)行分析以及對(duì)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(guó)大學(xué)生方程式汽車(chē)大賽（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“FSAE”）是中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)及其合作會(huì)員單位 在學(xué)習(xí)和總結(jié)美、日、德等國(guó)家相關(guān)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上 結(jié)合中國(guó)國(guó)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(guò)動(dòng)手實(shí)踐增強(qiáng)理論知識(shí)，為我國(guó)的汽車(chē)工業(yè)發(fā)展輸送高素質(zhì)的人才。在參與FASE中，對(duì)于賽車(chē)的設(shè)計(jì)固然重要，但是對(duì)于賽車(chē)材料的選擇同樣是重中之重。通過(guò)對(duì)材料的準(zhǔn)確把握，設(shè)計(jì)制造出合格的賽車(chē)，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(chē)架說(shuō)起。車(chē)架是是構(gòu)起賽車(chē)的基本，車(chē)架是車(chē)輛的主體結(jié)構(gòu)，為其他部件，如懸架、發(fā)動(dòng)機(jī)、座椅、踏板、傳動(dòng)裝置等提供安裝的位置，并承受所有部件傳來(lái)的力。所以我們說(shuō)，對(duì)于車(chē)架材料的選擇非常重要，因?yàn)樗鼪Q定了賽車(chē)的穩(wěn)定性。對(duì)因?yàn)橛诖髮W(xué)生來(lái)講，設(shè)計(jì)的賽車(chē)從簡(jiǎn)單以及可行性來(lái)考慮，多采用空間衍架結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)

5、制造簡(jiǎn)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(duì)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(chē)隊(duì)采用。大賽規(guī)則對(duì)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(wèn)題。對(duì)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(jià)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(guò)對(duì)材料的優(yōu)化，合理選擇車(chē)架的材料，推薦使用ANSYS軟件，對(duì)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(wèn)題，因?yàn)榻饘俨牧现g的焊接需要通過(guò)多次測(cè)量才能夠解決好焊接不穩(wěn)定的問(wèn)題。從整體來(lái)看，目前從車(chē)輛制造角度來(lái)看，大家多采用4130號(hào)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(chē)設(shè)計(jì)參與者能夠仔細(xì)研究焊接問(wèn)題。那么，對(duì)于整車(chē)的成品來(lái)講，將會(huì)有很大的幫助。會(huì)起到事倍功半的效果，提高效率，增加賽車(chē)的穩(wěn)定性。方程式賽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)一般可以直接購(gòu)買(mǎi)，對(duì)于我們來(lái)說(shuō)無(wú)法決定他的材料，談?wù)撘饬x不大。所以我們可以對(duì)車(chē)身的材料進(jìn)行更多的研究，因?yàn)樗袇①愱?duì)伍，車(chē)身都由

7、自己設(shè)計(jì)制造。賽車(chē)的車(chē)身既要滿(mǎn)足強(qiáng)度和使用壽命的要求，還應(yīng)滿(mǎn)足性能、安全、價(jià)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(jiǎn)單成本低廉等。新型的車(chē)身材料多種多樣，諸如泡沫鋁合金車(chē)身，全鋁車(chē)身，鈦合金車(chē)身TD1車(chē)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(kāi)始使用鈦纖維材料車(chē)身，這對(duì)于整車(chē)的性能來(lái)講，又有較大改進(jìn)，在整車(chē)的質(zhì)量上，減輕了質(zhì)量，提高節(jié)能性能，增加了車(chē)身使用壽命。從專(zhuān)業(yè)角度來(lái)看，這將成為未來(lái)賽車(chē)車(chē)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(chē)性能，是FASE所極力提倡的?，F(xiàn)代車(chē)輛的構(gòu)造材料極其多樣，主要材料鋼、鐵、鋁、橡膠占車(chē)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(chē)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(chē)中的應(yīng)用。車(chē)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(gè)主題展開(kāi)，當(dāng)然大學(xué)生方程式賽車(chē)也不例外。現(xiàn)在出現(xiàn)使用的陶瓷材料發(fā)動(dòng)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(duì)車(chē)胎的使用重要。輪胎是汽車(chē)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(chē)安全、能源節(jié)約和成本的降低。輪胎的技術(shù)狀況使賽車(chē)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(chē)設(shè)計(jì)制造中，配合鋁合金內(nèi)盤(pán)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(lái)說(shuō)，輪胎最重要的一個(gè)特性就是抓地力。對(duì)輪胎表面的花紋設(shè)計(jì)，符合道路條件，行車(chē)速度，美觀。賽車(chē)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(chē)的制造中，橡膠的用處還有很多，統(tǒng)一稱(chēng)為用橡膠制品，如傳動(dòng)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(lèi)。在賽車(chē)制造中，一定要選好橡膠種類(lèi)，增加賽車(chē)的整體安全性能。另一個(gè)非金屬材料用于方程式賽車(chē)上的是車(chē)身涂料。汽車(chē)涂料在車(chē)的性能上沒(méi)有幫助，但要保證滿(mǎn)足展示參賽隊(duì)伍的特色。要求滿(mǎn)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(chē)身涂漆有C06-1鐵紅醇酸，C06-17鐵紅醇酸F06-1等，方程式賽車(chē)可以選用其中的材料。賽車(chē)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(chē)質(zhì)量，提高賽車(chē)安全性能。但是由于車(chē)用復(fù)合材料成本比較高，一般對(duì)于參賽隊(duì)伍來(lái)說(shuō)難以承受，所以，這些材料可以進(jìn)行模擬使用，增加自己對(duì)于賽車(chē)制造技術(shù)的提高，為以后的工作中提供幫助。汽車(chē)材料是汽車(chē)設(shè)計(jì)、品質(zhì)、質(zhì)量及競(jìng)爭(zhēng)力的基礎(chǔ)，賽車(chē)性能在很大程度上取決于汽車(chē)材料的使用。大學(xué)生方程式賽車(chē)材料的使用具有多樣化、多元化。經(jīng)過(guò)所有參與人員的努力，優(yōu)化賽車(chē)性能，給方程式賽車(chē)的發(fā)展注入