FSAE赛车复合材料单体壳强度分析及优化

单体壳是一种新型一体式壳结构技术,不同于传统构件使用骨架承载,其仅通过结构自身的表面承载。复合材料因其比重小、比强度大等优点逐渐成为各赛车队制作车身的首要选择。车身轻量化和结构优化一直是各支车队的研究重点,现选用合适的材料,进行尺寸和铺层优化,大幅提高了整车轻量化水平和强度。结果表明,优化后重量比原有钢管车架结构方案下降34%,扭转刚度为悬架刚度的10.7倍,符合设计要求。

FSAE赛车复合材料单体壳设计及优化

在满足强度和刚度的条件下,赛车的车身轻量化是各车队设计的重点,单体壳是一种新型的结构技术车身。单体壳主要使用碳纤维夹铝蜂窝板形成的“三明治”结构为车身主要材料。本文基于FSAE赛事规则对大学生方程式赛车的单体壳车身进行设计。首先对碳纤维复合材料进行了对比选择,然后对单体壳的碳纤维铺层进行自由尺寸优化、铺层优化,最后对车身进行刚度校核。经实车验证,设计的单体壳满足赛规要求,实现了车身扭转刚度和弯曲强度的预设目标。

FSC赛车空气动力学套件支架优化

以中国大学生电动方程式赛车空气动力学套件的天鹅颈支架优化为研究目标,采用有限元方法对其进行受力、强度分析和拓扑优化。在满足大赛规则和强度的要求下获得最终的支架模型,比优化前重量降低了48.67%。赛车通过参加比赛实践验证优化后的支架符合赛事规则和强度要求,这对机械零部件的优化具有参考和借鉴意义。