FSEC赛车车架的结构优化及碰撞分析

以华南农业大学纯电动方程式赛车为对象,利用Solidworks建立赛车车架的拓扑原型、通过Hyperworks进行拓扑优化。利用Ansys对车架设计方案进行强度、刚度分析及碰撞分析,从而验证了赛车车架设计的合理性及安全性。

独立模块化FSEC赛车数据采集系统设计

针对现有中国大学生电动方程式汽车大赛(Formula Student Electric China,FSEC)赛车数据采集系统精度低的问题,采用独立模块化方案设计了一套数据采集系统。该系统需要采集车速、滑移率、冷却液温度等数据,分为数据处理模块、显示模块等7个模块,从硬件电路和控制程序2个方面进行设计,主要包括主控芯片选型、传感器选型、电路原理设计和程序框架设计。各传感器将数据发送给主芯片,主芯片对数据处理后通过显示模块进行显示,通过存储模块进行存储。该方案实施方便,且最大限度地减少了不同模块安装、工作时的相互影响,对系统测试后发现,数据误差小于1%,与传统的设计方案相比精度提高了约4%,且系统工作稳定,可以满足FSEC赛车的数据采集需求,对方程式赛车的设计有参考意义。

FSEC赛车电池箱结构强度有限元分析

针对FSEC赛事规则以及动力系统的需求,文章设计一种FSEC赛车电池箱体。在CATIA中建立电池箱体有限元模型,通过使用ANSYS workbench有限元仿真软件对其进行急加速、急减速、转弯、耐久等工况分析,得到电池箱体的变形云图、应力云图和疲劳交变应力云图,明确了最大应力值以及最大变形位置,为后续结构优化设计提供方向。利用ANSYS软件进行仿真驱动研发,极大提高了设计效率,促进了大赛的发展。

FSEC赛车动力电池热蔓延防护研究

提出一种由相变蓄热翅片和液冷板结合的锂电池模组热失控阻断系统,通过对FSEC赛车电池模组的热蔓延防护特性进行数值仿真研究,发现该系统能够有效延缓热失控向相邻电芯蔓延,能有效阻断热失控蔓延到整个电池模组。对该系统不同影响因素的分析表明,蓄热翅片厚度达到1.4 mm时,能最大程度延缓热蔓延,延长时间为483 s;蓄热翅片覆盖面积达到90%时,能最大程度延缓热蔓延,延长时间为403 s。该FSEC赛车电池模组的热防护系统可为电池热阻断设计提供参考依据,对延长赛车手逃生时间和保护车手人身安全具有重要意义。

基于ANSYS和MATLAB的FSEC赛车转向系统分析

转向系统是赛车设计制造的重要组成部分,车手需通过方向盘去控制整个转向系统进而控制整辆赛车的走向,转向系统设计的好坏,直接决定了车手的驾驶感受反馈和赛车在比赛中的表现。本文通过MATLAB对转向梯形参数用函数进行最优化梯形,研究并分析该转向系统在实际行驶过程中对前悬架控制臂的影响,最后得出的最终转向零部件参数进行ANSYS静力学分析看是否达到各工况的使用要求,最终对各个零部件进行工艺的设计。

基于ANSYS的FSEC赛车后轮毂优化设计

FSEC赛车后轮毂承受复杂的交变载荷,结构的合理关系到赛车和车手的安全。文章通过ANSYS软件对后轮毂在几个不同的赛道工况进行有限元分析,发现原设计存在应力集中等问题。基于分析得出的轮毂的等效应力云图、等效应变图及总变形云图,对原设计进行结构优化。优化后的设计实现了更合理的应力分布,轮毂质量降低了超过15%,并且满足赛车轻量化要求。

四轮独立驱动FSEC赛车稳定性控制

随着中国大学生电动方程式赛车大赛(FSEC)的兴起,针对四轮独立驱动FSEC方程式赛车操纵稳定性控制的研究越来越被重视。根据其四轮驱动力矩独立可控的特点,提出一种驱动稳定性控制算法。该算法针对赛车稳定性控制在比赛中对实时性的需求,设计了PID直接横摆力矩控制器,并运用Car Sim车辆动力学仿真软件进行仿真验证。仿真结果表明,该控制算法能有效提升赛车操纵稳定性,且控制效果稳定。为汽车稳定性控制领域提供了一定参考。

FSEC方程式赛车电池充放电特性研究

为了满足全国电动方程式赛车(FSEC)对电池的性能要求,模拟比赛时对耐久性能、弯道性能和加速性能的工况要求,对NCM三元锂离子电池在不同的充放电工况下的特性进行研究与评价.对比该电池在不同倍率下的放电特性,以及不同倍率放电时内阻的变化情况.结果表明:FSEC方程式赛车采用NCM三元锂离子电池,充电时内阻小温升可控,但在弯道性能和加速性能工况下放电时,必须要做好散热设计才能满足比赛的要求.

FSEC电动方程式赛车动力系统设计

针对中国大学生电动方程式汽车大赛(FSEC)大赛规则,研究设计了一种双轮毂电机驱动的动力系统。同时在Cruise仿真软件中对双轮毂电机动力系统的FSEC赛车进仿真分析。仿真结果表明,所设计动力系统满足比赛性能指标。

FSEC电动赛车间隙可调转向器设计

在中国大学生电动方程式汽车大赛(FSEC)电动赛车的设计中,操纵稳定性和轻量化是赛车设计过程中必不可少的环节。齿轮齿条传动机构能够极大可能地满足赛车操纵稳定性的设计要求,同时可以保证赛车轻量化。在中国大学生电动方程式汽车大赛(FSEC)赛车中由于空间有限以及对轻量化的需求,传统齿轮齿条转向器难以满足性能需求。文章设计一款间隙可调转向器,采用特定的偏心轮结构,对长时间磨损造成的间隙进行调节,保证赛车的转向性能及操纵稳定性。

基于AVL Cruise与Optimum Lap赛车动力系统仿真与优化

依据FSEC纯电动赛车技术参数及规则,设计一款纯电动赛车动力系统。利用车辆动力学理论,确定电机、电池、控制系统和主减速器等主要部件的性能参数,进行整车动力系统设计,并进行整车试制。通过Optimum Lap进行赛道建模和试验工况设定,利用AVL CRUISE对赛车进行动力性能仿真分析,验证了驱动电机、动力电池、传动系统、驱动半轴等设计的合理性,得到了赛车动力性与经济性的关系图。

基于ANSYS Workbench的FSEC车架有限元分析

以华南农业大学FSEC方程式(Formula Student Electric China)赛车为对象,利用三维建模软件CATIA建立车架CAD模型,通过有限元分析软件ANSYS对其进行静态强度以及运动学模态分析,分析该车架在多种工况下的应力和扭转刚度及不同阶数的固有频率和振型,验证了该车架设计的合理性,从而确保赛车能够安全参赛。

基于CFD技术的赛车气动特性仿真与分析

赛车的车身造型对其空气阻力、操纵稳定性、加速性及燃油经济性等性能有着很大的影响。运用CATIA软件根据FSEC赛车规则对车身进行造型设计,并利用CFD技术建立其外流场模型进行数值模拟分析,获得其压力云图、速度矢量图等。总结该赛车造型的气动特性的优缺点,为后期赛车车身的设计定型提供理论依据。

大学生电动方程式赛车车架优化设计

根据中国大学生方程式汽车大赛组委会发布的大赛规则,对FAFU方程式赛车队第四代电动方程式赛车进行总布置设计和车架设计。利用SolidWorks建模软件进行车架的三维建模,并对关键部位进行标定与校核;将车架与各个系统总成进行装配调节,并校核干涉;应用ANSYS Workbench对车架进行有限元静力学分析。有限元仿真结果显示:赛车车架的安全结构分析皆符合规则要求,且整车扭转刚度分析结果较上一代提升17%。新一代赛车相比上一代轴距减小,各个部件总成的布置更为合理,赛车的综合性能有了一定的提高。

大学生方程式赛车整车设计

赛车的整车设计是赛车制造过程中的第一步也是最重要的一步,本文中写明长春师范大学工程学院车辆工程专业根据FSEC规则设计的赛车的整车设计方案,详细的论述了该车的整车主要参数、悬架、转向、电气、车架等方面的设计方案。

大学生方程式电动赛车电机、电池选型与匹配

本文以大学生方程式汽车大赛系列赛事为背景,基于昆明理工大学多年参赛以来的经验,以2017年昆明理工大学参赛车辆(电车)电池、电机的选型匹配为研究对象,根据大学生方程式电动车大赛赛事规则,确定赛车电机参数以、电池的规格及布置形式。

基于FSAE赛车前轮立柱的轻量化设计与优化

作为FASE赛车的关键系统,性能优异的悬架系统不仅能够给驾驶者带来好的乘坐舒适感,还能够提高整车的操纵稳定性,提升赛车在比赛中的竞争力。在悬架系统的设计中簧下质量是影响悬架系统性能的关键因素之一,作为簧下质量的重要零部件,对转向立柱的轻量化设计一直是努力突破改进的关键,设计优秀的立柱能给赛车带来良好的操纵性。文章对立柱的设计进行了详细阐述,分析了立柱的结构需求以及在各个工况下的受力情况,对其结构进行了重新设计,并应用ANSYS Workbench软件分析其应力应变情况,以此来进行轻量化的改进。

FSEC悬架运动学优化及摇臂设计

悬架系统的设计对汽车的操纵稳定性有着重要影响。基于某高校一款FSEC赛车双横臂后悬架的初始设计方案,通过Adams/Car建立悬架仿真模型,并根据模型进行轮胎跳动仿真试验,得到了该悬架的几何动力学特性;利用Adams/Insight模块,以悬架硬点为设计变量,对轮跳时该悬架的前束、外倾角、轮心纵向和侧向位移变化率的灵敏度进行了分析和悬架运动学优化。在此基础上以3种悬架摇臂尺寸设计方案为例进行仿真分析,得出轮胎上跳值与弹簧压缩值的比值作为摇臂的杠杆比曲线并进行输出,通过数据比较验证了通过调整悬架摇臂尺寸来改变杠杆比的方法具有实际意义。