赛车底盘设计与静态结构分析

汽车底盘是汽车的重要部分之一，因为底盘也是一种骨架框架，可以支撑不同的机械部件，如悬挂系统等。汽车底盘的另一个主要功能是处理在底盘上应用的动态和静态负荷，减少底盘故障。糟糕的底盘设计和强度可能会导致其他机械部件失效。

赛车底盘是发动机和其他机械部件的支撑。赛车底盘必须足够坚固，因为它必须承受振动、扭曲、屈曲、冲击和许多其他压力。除了强度问题外，底盘设计必须足够好，以允许适当的弯曲和扭转刚度，以改善处理系统。新设计在开发前必须经过几次测试。这对于保证新底盘的最佳性能是很重要的。在现有的赛车汽车底盘上，由于设计过于密集和许多不重要的结构也导致了重量的增加，底盘过于沉重。

本文设计的底盘使用的是ASTM A36钢材料。在文中有三种不同的设计，如图1。对着三个测试进行分析测试，包括五个测试，主要是滚动箍环测试，前轮箍环测试，静态剪切，侧面碰撞，静态扭转负载，最后根据冯米斯应力和扭转位移选择其中一个作为最佳设计。结果表明，在静态剪切过程中，设计1冯米斯应力的最大值为 0.336GPa，设计2为0.583GPa，设计 3为 0.769GPa，就冯米斯应力来说，设计1可以被认为是最好的设计。设计1扭转位移的最大值的为7.930 mm，设计2为10.60 mm，设计3为14.70 mm，设计1由于它的最大扭转位移最小，被认为是最好的设计。设计1的底盘设计，重量为27.66千克，比现有底盘（32.77千克）减少了。在静态扭转载荷试验中，新改进底盘的扭转刚度较好，提高了18.66%。在前滚环试验中，前滚环的刚度增加了37.74%。冯米塞斯的应力和扭转位移令人满意，新的改良底盘有望在比赛中表现良好。