23、平移自由度 。
在前后轴中间位置两侧纵杆处各施加 Z轴负向大小为1471.5 N的集中力 。
车架变形结果见图tn讯心PlatE.11GE4121兽吧AM-4申韭也1卜1功tooH l SKEtOq L T SVE 症Mwfcl rTTO-卜 loliC. anqu屮峙FlMjh盜爭蛍IJ0II1RUK吐SUKASE e w諭 Fultii猗 III丄.r图4-1车架Z向弯曲变形图由图可知 ， 车架的Z向最大位移是1.85mm弯曲刚度为4.4 方程式赛车车架的扭转刚度理论与评价方法设计对于国外的参赛车队来说也是重点,对于优化车架的设计来说 ， 扭转刚度的方程式赛车车架的扭转刚度影响着车辆的性能 。
方程式赛车车架 。

24、的扭转刚度 值是车架抗扭能力大小的代表 。
当赛车的车轮不在同一个水平面上时 ， 地面会对车架作用一定的扭转载荷,车架会因产生的非对称支撑而变形 。
但是此工况的车速比较低 ， 方程式赛车车架 的扭转特性可以忽略为静态的 。
车架的扭转刚度公式:式中,T-F-b-扭转刚度,N.m/( )； 扭矩 ， N.m；0-车架扭转角 ， ;
前轴轴荷 ， N;
轴距 ， m屮怯IF rwfrvl $1dic AnatYliii rUTW d如果车架的强度不够 ， 将会因产生 因此车架必须具有足够的强度 。
方 仅仅凭借经验进行设计会造成车架式中加载点的垂直位移 ， m ;
加载点到支撑处的距离 ， m计算方程式赛车车架的扭度刚度 ， 分别约束后轴所对应左右车架 。

25、纵杆位置的 X、Y、Z轴和X、Z轴方向平移自由度 ， 前轴对应车架中心位置 Z轴的平移自由 度 ， 在前轴所对应左右车架纵杆位置施加 647N分别沿Z轴正负方向的集中力 。
亡 *nlur WrIOut 曲CMITHinl 底* 啟ndridB ry blvm HL 111 SCOTK llGf-QlA蛙心 一？毗 01J 倔心?矶 01LM3E-CI1和健川Hax = L1 lin 卜I版=叩1汨t*li图4-2车架Z向扭转变形图从上图可以看出车架的Z向最大位移为0.81mm带入公式得到扭转刚度Kr=2086N.m/() 。
从以往国内外方程式赛车车队所设计的经验可知Kr 一般大于lOOON.m/ () ， 因 。

26、此本车架扭转刚度偏大 。
4.5车架的强度计算车架的强度会直接影响到赛车的可靠性, 的局部集中力导致车架杆件和焊接处的断裂, 程式赛车的车架多为复杂的空间桁架式结构, 的强度设计不合理 ， 本文通过计算车架在不同载荷下的应力和应变来进行强度分 析 ， 再分析结果对其强度进行校核 ， 从而优化车架的设计 。
强度校核：在强度计算中 ， 极限应力应除以大于1的安全系数n作为设计的 最高值 ， 通过第四强度理论进行校核车架强度 。
由材料力学知 ， 材料安全系数为：式中 ， (T S-材料的屈服极限；(T卜材料的许用应力；(T max-不同工况的最大应力值当安全系数n1时 ， 材料在靜载作用下强度符合要求 ， 否则会因强度不够导致 结构破坏 。
4. 。

27、5.1 车架满载工况分析该工况的行驶车速较高 ， 动载较大 ， 因此应该在施加的载荷上乘上个动载系 数 ， 经研究 ， 系数一般是2.0-2.5 ， 因此取2.0 。
发动机和排气系统的垂直载荷 通过在质心施加集中力1570N并通过刚性单元将力传递到车架 。
车手和座椅质 量65kg以均布载荷平均分配到驾驶舱和主环底部接近的交叉杆上 ， 座舱面积 0.004115m2 ， 均布载荷大小为0.310N/mn2 ， 油箱和电池重量以集中载荷大小 49 N施加到驾驶舱安装部位；制动踏板和主缸以及转向机质量为15kg ,面积为0.011199m2 ,故均布载荷将大小0.026252N / mm ;
差速器、链轮及半轴通过刚 性单元将196 N 。

28、的集中力加载到差速器与车架的安装点上 。
整个分析环境以全局坐标系作为参考坐标系 ， 其中 X轴正向对应赛车前进 方向 ， 水平向左对应丫轴正向 ， 垂直向上对应Z轴正向 。
约束左前悬架与车架 连接点处的X、Z轴方向的平动自由度 ， 右前悬架连接点 X、丫、Z轴方向的平 动自由度 ， 左、右后悬架连接点 Z轴方向平动自由度 ， 释放其余自由度 。
广7电心L NDi笛吃怜也1匝茁t. IQIrCr-mnzEEb图4-3车架满载工况应力云图阳.神 .毗訂a !區同tfT:Em. jjifl Eh=ri -11 dC 1n h sVr酊SsfntiT 4rfi n犀靈云从上图可知车架整体应力不大 ， 最大应力值为182.4 MPa ， 出 。

29、现在车架主且此区域为发环底部与侧边防撞杆交叉处 。
出现的原因为主环底部横向跨度大, 动机与车手载荷集中区 ， 又由七根钢管焊接在一起（较容易产生应力集中现象） ， 因此,但是此应力值仍然小于4130钢的屈服极限386MPa ， 安全系数为2.1.车架仍有一定刚度富余量 ， 有一定优化空间 。
图4-4车架满载工况位移云图*訂删占$1 Own 30054SuiffiOtTJCnXTOlFfP* h/Wek.-i 严 4ELI1卜l- l炉河 卜l-n cm +ffi从该云图可以看出 ， 车架的最大位移为 0.596mm在可接受范围内 ， 出现在驾驶舱车手与座椅底部的交叉杆处 。

来源：(未知)

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标题：大学生|大学生方程式赛车车架设计( 四 )