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13车辆工程专业毕业设计(论文)
图3-15 车身三维模型
Fig 3-15 the 3 d model figure of car body
3.2.10、座椅的设计
座椅设计的要求：车手座椅的最低点必须不低于车架底部管件的最低平面，或有一条或几条可以满足侧防撞管要求的纵向管，在座位的最低点下穿过。如下图所示：
图3-16 座椅的三维模型
Fig 3-16 the 3 d model figure of seat
3.2.11、赛车的总装
通过UG软件将建立好的车架模型、车身模型、悬架模型、车轮模型、制动模型、发动机模型以及驱动桥模型进行总装，总装后的赛车三维模型如下图所示：
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图3-17 赛车不带车身三维模型总装
Fig 3-17 the 3 d model figure of The vehicle assembly not include
body
图3-18 赛车带车身总装模型
Fig 3-18 the 3 d model figure of The vehicle assembly
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第四章 整车设计中关键问题
4.1、车架强度校核
4.1.1、有限元软件介绍
有限元法是一种有效的数值分析方法。它是把一个连续的介质或构件看成是由有限个单元组成的集合体，在各单元内假设具有一定理想化的位移和应力分布模式，各单元通过节点相连接，并以此实现应力的传递，各单元间的交接面要求位移协调，通过力的平衡条件来建立一套线性方程组，求解这些方程组，便可得到各节点和各单元的位移及应力。因此各种复杂的机械产品几乎都可以使用有限元法对其结构设计和机械性能进行分析和评判。汽车车架是发动机、变速器等总成的承载体，承载了车辆行驶中的各种载荷，其结构设计的强度和刚度对整车性能有着举足轻重的影响。将有限元分析技术用于大学生F1方程式赛车车架结构分析，对改进其结构性能以及整车安全是非常必要的。ANSYS软件是有限元分析最常用的一种软件，作者采用ANSYS 软件对某越野车车架进行了静力载荷分析，分析结果可以为赛车车架的结构优化提供可靠依据。
线性静力结构分析用来分析结构在给定静立载荷作用下的响应，一般情况下关注的是结构的位移、约束力、应力及应变等参数，动力学的通用运动方程如下所示：
?????C??u????K??u???F(t)? （4.1） ?M??u其中[M]—质量矩阵，[C] —阻尼矩阵，[K] —刚度矩阵，{u}—位移矢量，
{F}—力矢量。线性静立结构分析中，所有与时间相关的选项都被忽略，从上式可以得到以下方程式：
?K??u???F? （4.2）
在有限元分析中应当假设以下条件：[K]矩阵必须是连续的，相应的材料需要满足线弹性和小变形理论，{F}矩阵为静力载荷，同时不考虑时间按
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变化的载荷、不考虑惯性载荷的影响。
有限元分析是将实体离散化求解的原理来实现的。基本思想是把连续的几何结构离散成有限个单元，并在每一个单元中设定有限个节点，从而将连续体看做仅在节点处连接的一组单元的集合体，同时选定场函数的节点值作为基本未知量，并在每一单元中假设一近似值函数以表示单元中场函数的分布规律，再建立用于求解节点未知量的有限元方程组，从而将一个连续域中的无限自由度问题化为离散域中的有限自由度问题，求解得到节点值后就可以通过设定的插值函数确定单元上乃至整个集合体上的长函数。有限元分析的基本步骤如下：
（1）建立求解域并将其离散化为有限单元。 （2）假设代表单元物理行为的形函数。 （3）建立单元方程。 （4）构造单元整体刚度矩阵。
（5）施加边界条件、初始条件和边界载荷。
（6）求解线性或非线性的方程组，得到节点的求解结果，得到不同节点信息。
在有限元软件当中将以上的分析过程已经进行了模块化处理，直接进行以上分析过程即可，有限元的建立的基本流程如下图4-1所示：
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