摘要：依据巴哈汽车大赛的比赛规则，为使我校2019赛季赛车的车架设计更加合理，首先选取UG三维设计软件建立2018赛季车架三维模型图，然后将所建模型导入ANSYS软件进行了有限元分析。在分析环节采取静力学的方法，模拟出上一赛季车架在比赛过程当中所可能受到的载荷，得出不同工况下的车架应力图和变形图。结合分析结果，发现车架设计部分存在一定量的可优化空间。参照分析数据，给出下一赛季车架结构设计方面的优化意见，通过进一步对车架的结构模态分析，证明2018赛季车架设计可避免参赛时发生共振这一不良现象。

在满足车架强度、刚度的前提下，本赛季在设计时可对分析过程中的薄弱环节采取结构加固、减小加工材料壁厚等方式实现最终的优化目标。本次分析结果为新赛季的赛车，在加工、设计、制作等方面提供了现实的参考依据。

关键词：巴哈  车架三维模型  ANSYS  模态分析  优化目标

目录

摘要

Abstract

1.引言-1

1.1赛事简介-1

1.2研究目的及意义-2

1.3课题研究现状-3

1.4本文研究的主要内容-3

2.Baja赛车车架结构设计-4

2.1车架设计要求-4

2.2赛车车架结构形式-4

2.2.1车架类型选择-4

2.2.2车架材料的选择-6

2.2.3车架焊接方式的选择-7

2.3 UG三维建模-8

2.4车架主要部件设计-8

2.4.1防滚架-9

2.4.2后部防滚环（RRH）-10

2.4.3防滚环头顶构件（RHO）-12

2.4.4侧防撞构件（SIM）-12

2.4.5前端支撑构件（FBM）-12

2.4.6车首、车尾支撑构件（FAB）-13

2.4.7后悬架安装区-13

2.5车架三维模型的建立-14

2.6 本章小结-15

3.有限元分析-16

3.1ANSYS软件概述-16

3.2有限元分析理论基础-17

3.2.1结构静力分析方程-17

3.2.2模态分析理论基础-17

3.3车架模型的网格划分和材料选取-17

3.3.1巴哈赛车车架几何模型的网格划分-17

3.3.2车架材料参数的设定-18

3.3.3车架几何模型载荷及边界条件的处理-19

3.4弯曲工况分析-19

3.5扭转工况分析-20

3.6自由模态分析-22

3.7 本章小结-26

4.车架优化-27

4.1 车架的改进措施-27

4.2 防滚环头顶构件-28

4.3发动机支座及后部支撑-28

4.4其他改进方面-29

5.总结与展望-30

5.1总结-30

5.2展望-30

参考文献-31

致谢-32