本文的分析对象是一辆小型越野赛车的车架，该车为参加中国汽车工程学会主办的巴哈大赛而专门设计，下面就该项赛事的情况作简短的介绍：中国汽车工程学会巴哈大赛是由中国汽车工程学会（SAE China）主办、襄阳梦想方程式赛车场冠名支持、《汽车之友》杂志社承办，英文名为Baja SAE China，简称BSC。
BSC大赛在各校间开展小型越野赛车设计和制作竞争，此项赛事起源于美国，是大学生方程式汽车大赛的前身，适合职业院校和本科低年级学生参与。竞赛包括多种静态与动态测试项目，静态项目包括技术检查、赛车设计、成本与制造、商业营销等，动态项目包括牵引力、绕桩、直线加速、操控性、耐力比赛等。此项赛事是中国汽车工程学会系列科普活动的重要组成部分，并开始推向社会，邀请更多的公众汽车爱好者参与。
2015年8月26日中国汽车工程学会在山东省潍坊市成功举办了第一届巴哈大赛，成为世界上第六个举办巴哈大赛的国家。
BSC的赛事目标为激发社会公众对汽车运动的业余爱好，激发参赛学生的学习兴趣，促进主动学习并深入掌握汽车结构设计、制造、装配、调校维修、市场营销等多方面的技术技能和专业知识。并提高其团队合作能力，通过职业院校和本科院校的同场竞技，促进两类院校的汽车专业的改革发展，提升专业内涵，为汽车产业输送更多复合型人才。赛事对赛车各系统均提出了一定的要求，比赛基本规则如下：
1．赛车的四个车轮不能在同一条直线上。
2．赛车所使用的发动机统一由赛事组委会指定，赛车必须能够承载一名身高180cm、体重100Kg的车手。
3．宽度：在车辆静态空载、车轮指向前方时，最宽点不超过162cm。
4．长度：无限制。
5．赛车要具备全地形性能，即赛车要在崎岖不平的道路上安全行驶，包括岩石，沙丘，原木，泥泞和浅水等各种路段。降雨，下雪，结冰等各类气候条件，赛道可以任意或全面组合。
6．赛车必须具备足够的离地间隙和牵引力【1】。
赛车情况简介：
在完全符合竞赛规则的前提下，设计并制造一辆单座、全地形、运动汽车。驾驶性：采用后置后驱的方式，驾驶舱内，座椅、方向盘、油门踏板、刹车踏板的规格与布局依据人体工程学，使车手能以最佳的姿态驾驶赛车。安全性：整车防滚架由直径 32mm、25mm 以及 20mm 的 20 号碳钢钢管制成，其特性是韧性优良，配合五点式安全带,能在恶劣的状态下起到保护作用。根据规则，赛车的座椅后端安装封闭的防火墙，能够保证驾驶员在高速运行中安全，根据车手的身高体型在赛车的右端安装灭火器。能在更多的面积去消减缓冲行驶过程中对车手的冲击。
总布置设计：
赛车重视安全与人机工程学设计，将赛车设计为总长2028mm，宽 1520mm，高 1515mm，轴距 1440mm，前轮距1345mm，后轮距 1195mm。为实现赛车的灵活性，同时便于其他系统的布置；通过减速器皮带传输带动链盘，由链条带动牙盘完成动力传输；转向系统采用齿轮齿条式转向器；刹车系统利用液压盘刹。赛车在设计时在发动机上端安装集油箱 ，集油箱能减少加油时间，也能减小加油时的安全隐患。赛车利用人体模型采样的方法设计制作了适合每一个赛车手体形的赛车座椅，结合高度可调节式头枕，以及可调油门、制动踏板，以提高对车手的适应性。
车身车架设计：
车架是赛车的重要部分，赛车秉承在车架与各个部分相互配合紧凑，实现车架的高强度、高刚度的设计理念。在设计初期的多套设计方案中，我们选择了使各总成连接紧凑合理、扭转刚度、弯曲刚度最大、模态响应较好的车架方案。内部相互配合紧凑，设计结构稳定牢固，精致美观。在车架各处钢管实现点对点的设计，有足够的扭转刚度。当赛车行使在不平的路面上时，为了保证赛车对路面不平度的适应性，提高赛车的平顺性和通过能力，车架必须具有合适的扭转刚度，因为车架需要承载转向力，惯性力和侧移力等外力。
我们在车身方便进一步优化分块方式，使装配更加方便，布局更加合理。整车架结构紧凑，布局合理，每一个连接点相互传递冲击力。车身采用 XY-ER50-6 的气体保护焊进行焊接，根据国家标准 GB/T8110‘气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝’的内容,XY-ER50-6 焊丝属于碳钢类焊丝,抗拉强度大于 500MPa,屈服强度大于 420MPa,伸长率大于 22%；避震支撑点与车架支撑点相结合，在颠簸路段车架受力均匀，不易发生形变。各个连接点之间的距离、角度都以竞赛规则为基准。车架是赛车各总成的安装基体，它将各个部份连成了一个整体，同时车架还承受质量和有效载荷。赛车轴距长度为1440mm，轴距越短，转弯半径越小；车的重量减轻，从而比较省油。遵循规则要求和车身设计规范要求，结合本车队经费、加工制造等各种条件与因素，我们决定使用 PT 制作车身外壳；座椅也是车身的重要部分，在复杂的路况行车过程中承受着复杂的载荷，而且行驶在复杂路况是，座椅也能够配合其他约束件利用本身的变形吸收车手的撞击能量，减少车手损伤。赛车的座椅是使用卡丁车座椅，占用空用小，座椅体积轻，成本低。
本文主要借助于ansys进行三维建模仿真，来解决车架设计过程中一些繁杂的实验过程，特别是有些实验考虑到经费、场地以安全性等因素，实际操作有起来有一定难度。
作者简介：关田甜，女，硕士，四川城市职业学院汽车与信息工程学院，讲师，主要从事汽车制造与装配技术研究。
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