在大学生方程式赛车上车架是整车的装配基体和最大的一个零件，车架的刚度、强度以 及车架重量关系到整车的动力性、燃油经济性以及操纵稳定性。车架设计的理念是在保证车 架具备足够的强度和刚度的前提下最大程度地实现轻量化，选择合理的车架结构、性能优越 的车架材料以及合理的材料布局能够有效地实现这些要求。69526

随着计算机辅助设计制造与分析技术的快速发展和应用，国内外对于车架设计优化方面 的研究也日趋成熟。文献[1]姜立嫚利用有限元分析软件 Hyperworks, LS-DN 进行对车架力 学性能及固有频率进行理论计算，使用 DASP 振动模态测试分析系统和 e-DAQ 应力测试数 据采集系统进行了试验验证；文献[6]中邝坤阳等人在车架设计过程中使用了 UG 建模软件对车架方案进行实体化建模，用有限元软件 Hyperworks 对车架进行较为全面的分析，并且 将分析结果用于车架方案的改进设计中；文献[7]中于国飞等人使用 CAE 软件和 Hyper mesh 分析计算了车架静态强度和刚度；文献[9]中赵强等人对车架进行了拓扑优化设计改进车架 力学性能并实现轻量化目标；文献[10]郭荣春等人介绍了眼椭圆在汽车车身设计中的应用， 在车架设计中也具有参考价值；文献[11]张大军等人介绍了钛合金高强度材料在汽车零件中 的应用前景；文献[12]王莹莹等人使用 HyperWorks 和 ANSYS 软件分析车架的结构强度及 刚度，以及扭转和弯曲工况下车架的受力与变形，并使用拓扑优化技术对车架结构进行优化 设计。论文网

在车架改进设计中建模技术和有限元分析技术在前期设计阶段最为关键，对车架的刚度 和强度的分析和轻量化设计都离不开有限元分析技术的应用。

1.3 发展前景及展望

车架结构影响车架力学性能和车架轻量化，在车架的前期设计中，有限元方法的使用可 以帮助人们更好地实现设计意图。现阶段的车架设计主要是先通过建模软件建立车架三维实 体模型，再使用有限元软件进行整体分析，计算车架强度，刚度，六阶模态，或是对整车架 进行拓扑优化，研究合理的材料分布。但是这种方法也存在不足之处，对有限元计算结果的 验证方面仍然存在缺陷，如何设计一个合理的验证实验验证计算结果将是车架设计改进中不 可缺失的一步，未来人们在这方面的重视程度也会越来越高。在有限元分析方面，目前对车 架的分析主要是单因素分析，车架的实际工况远比计算使用的模型要复杂，随着计算机技术 的发展，未来车架设计分析应该更加接近真实工况，如引入变形和加热的双向耦合分析，连 接点疲劳分析以及装配完成后整车架分析。