陈博文

（211167 江苏省 南京市 南京工程学院）

0 引言

车架是汽车的骨架，通常用于支撑和连接汽车各个零部件；不仅要承受来自各个方向的载荷，同时还要保护车手的安全。在巴哈赛车中，车架除了用于支撑所有其他功能的系统之外，还同时兼具有防滚架的作用，增强车身总体强度、抗扭弯度等，在车体发生侧翻时保护车手不受伤害，减少地面带给车手直接的冲击。

本文以巴哈车架为研究对象，参照2020 巴哈大赛竞赛规则，采用正向设计的方案，利用有限元分析软件对车架强度（包括静态载荷、弯曲工况、制动工况、转弯工况）、车架刚度（包括扭转刚度、弯曲刚度）、自由模态的有限元仿真分析。基于软件仿真结果得出各个工况下的应变、位移、支反力云图，计算车架扭转、弯曲刚度来评判车架的合理性，实现巴哈车架的建模和仿真。

1 巴哈车架材料与管件参数的确定

参照2020 巴哈大赛竞赛规则中对车架材料和尺寸规格的要求：拟采用4130 合金钢（30CrMo）为管件基准钢铁材料，其力学性能远比Q235钢高，屈服强度可达785 MPa，抗拉强度超过985 MPa；具有很高的强度和韧性；材料的基本参数：密度为7 850 kg/m3，泊松比约为0.279，杨氏模量为2.11E+11 Pa。根据2020 巴哈大赛要求，拟决定车架主要管件规格Φ25.4 mm×3.0 mm,次要管件规格Φ25.4 mm×1.7 mm[1]。

在CATIA 里先确定好杆件连接点、悬架硬点等位置的参数，初步画出车架的空间线图（如图1 所示）。完成线图后，再对线图拔肋，分别对主要管件和次要管件按不同规格起肋管，注意在多个杆件连接处需要对该段做坡口处理，运用布尔切割把干涉段减去，保留主要杆件，避免计算时重复计算重合段质量。……