双百大赛车身车架部分
车身车架部分
在汽车技术发展日新月异的今天，“节能、环保、安全”已成为未来汽车工业发展的主题，汽车的轻量化设计对提高车辆动力性、减少能源消耗与降低污染具有重要的实际意义。试验表明，汽车质量的轻重与汽车的能耗有着直接的关系，在相同情况下，轿车的质量每减轻100千克，每百公里的燃油消耗将减少0．4～l 升，汽车的自身质量每减少10％，燃油的消耗可降低6％～8％，同时汽车的废气排放也有明显降低。
技术方案制定
所有技术上的设想都是为了，最大限度的节约燃油。我们通过技术方案对比、不断讨论，可行性分析，最终确定了优化方案，并加以实施。
1. 车架部分：
为达到“节能”的目的，在设计参赛车辆时，必须秉承轻量化的原则，而作为主要承载部件的车架，在整车质量中占较大比重，是轻量化设计的首要对象。需在保证足够强度与刚度的前提下，使之达到最轻状态。
车架沿用铝合金材料
铝合金车架无论在重量还是强度上都达到了我们之前的要求。出于对镁合金性能部分优于铝合金的考虑，我们也尝试采用了镁合金车架，事实上由于材料本身变形和工厂达不到焊接工艺要求，效果很差。在没有发现更好的材料之前，选择继续采用铝合金焊接车身。同时我们将在考虑其他工程师的建议，为铝合金车架作T6处理，以进一步提高强度。同样我们仍然对车架进行有限元分析，以从理论上确保车架的强度和刚度。
车架设计三维图
为减轻节能车车架质量, 获得良好的燃油经济性, 在ANSYS 软件环境中，以梁单元为基础建立了车架的有限元模型，通过计算比较，发现在同等强度和刚度水平下, 采用截面为20*40*2的空心方形截面可以满足要求，实现了车架结构的轻量化目标。模态分析结果表明，车架的动态特性较好，怠速状态下不会与发动机产生共振。
强度疲劳分析
结论：
通过CAE 分析可以看出：车架在强度和刚度指标较好，车架的重量减少约25%，说明结构设计更加合理，达到了预期的轻量化目标。
2车身设计部分
车身的设计及制造
车身设计，用到CATIA 等三维软件做出造型，主要考虑整体尺寸的协调、空气阻力系数的考究、曲线美感程度等问题，其中空气阻力系数的考究需要流体力学知识，之后我们进行Fluent 流体仿真软件做出仿真以确定车身空气阻力大小。
（1）基本造型
赛车要讲究造型，讲究线条美观大方，流线型的比较好。我们的赛车利用了仿生学的海豚型，倒水滴型等等，这些空气阻力系数都很低。用Fluent 流体仿真软件作出仿真以确定车身空气阻力大小。咱们乘坐的轿车的空气阻力系数一般在0.3以上，而由于赛车的横截面积很小，所以在0.2左右。从整体造型上考虑减小空气阻力系数的方法还有：
1) 抬高离地间隙，阻力系数下降。
2) 将前窗向后倾斜，系数会降低，但到达一定程度即无效。
3) 后窗倾斜在30°左右时阻力系数最大，超过50°或不到20°时阻力一定。
车身要尽量符合空气动力学，设计得低矮、平顺，而且要保证车身的重量也较轻。 首先，汽车行驶中所受到的空气的影响主要为气动阻力和力矩。其次，要尽量减少分离现象，减少气流涡旋。避免气流从凸起部分向凹陷部分流动的情况。即过度平顺。车身上表面要呈曲面，两边不要向上凸起，这样有利于气流流向两侧。另外，车身中部呈腰形，向后逐渐收缩。 设计车尾时，设计车身侧面时，
尽量减小汽车前部侧面的投影面积，使风压面积靠近后轴。风压中心C.P . 在质心
C.G. 之后，有利于使汽车趋于稳定。头部呈向下尖角有利于降低风阻系数，但一般头部尖角小到30°以下效果就不明显了。中线平坦、负的迎角有利于降低气动升力。
车身CATIA 图
碳纤维的优良性能
碳纤维是一种碳含量超过90%的纤维状炭材料，是以有机纤维——聚丙烯晴（PAN ）纤维、粘胶纤维、沥青纤维等原丝经过预氧化、碳化、石墨化等高温固相反应工艺过程制备而成，由有择优取向的石墨微晶构成，因而具有很高的强度和弹性模量（刚性）。所以碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它的比重不到钢的1/4，抗拉强度却达到钢的7-9倍，以其制造的汽车可以节约燃油30％。因此我们采用碳纤维材料制作车身。
模具的制作过程：首先选取20mm 为一个截面将图纸分离出并打印到硫酸纸上，切取等大小的泡沫板拼接为模具内芯，其次在片面均匀涂抹一层油泥定形，使用原子灰填平，铺好透明胶布和脱模剂后依次涂抹底胶，铺碳纤维布，涂抹面胶，定形后打磨喷漆。
结论：
未来汽车的总体技术水平会更加趋近，要从众多的对手中脱颖而出，单单凭借可靠的质量是不够的，还要能够满足强度刚度下，尽可能轻量化，才能够体现节能环保的主题，实现我国汽车汽车产业的可持续发展。