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《大学生方程式赛车设计系列讲座》

结课论文

论文题目：大学生方程式赛车文化与设计理念分析
学生姓名:杨志强
学生学号：0916120243

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大学生方程式赛车文化与设计理念分析

杨志强

（南京理工大学材料科学与工程学院）

摘要：中国大学生方程式汽车大赛（简称“中国FSAE”）是一项由高等院校汽车工程或汽车相关专业在校学生组队参加的汽车设计与制造比赛。各参赛车队按照赛事规则和赛车制造标准，在一年的时间内自行设计和制造出一辆在加速制动、操控性等方面具有优异表现的小型单人座休闲赛车，能够成功完成全部或部分赛事环节的比赛。倡导自主创新，培育及选拔汽车产业人才，促进中国制造向中国创造的转型,推动中国汽车工业由民族品牌向世界品牌的跨越。
关键词：创新 环保 设计
l 赛车文化：
中国大学生方程式汽车大赛宗旨 中国大学生方程式汽车大赛旨在由各大学车队的本科生和研究生构想、 设计、 制造一辆小型方程 式赛车并参加比赛。为了给予参赛车队最大的设计灵活性和自由度来表达他们的创造力和想象力， 赛事对于赛 车的整体设计只有很少的限制。 参赛队所面临的挑战在于要制作出一辆能够顺利完成规则中所提 及的所有项目的赛车。 比赛本身给了参赛车队一个同来各地大学的车队同场竞技的机会， 以展示 和证明他们的创造力和工程技术水平。
赛车设计宗旨 为了达到赛事宗旨，假定参赛车队是为一家设计公司设计、制造、测试并展示一辆目标市场为业 余周末休闲赛车的原型车。 赛车必须在加速、 制动和操控性方面具有非常优异的表现， 同时又必须具有足够的耐久性 以能够顺利完成规则中提及的及比赛现场进行的所有项目。赛车必须适合第5 百分位的女性和第95 百分位的男性1车手驾驶， 同时要满足中国大学生 方程式汽车大赛规则中的要求。 其它附加的设计因素也需要予以考虑：美学、成本、人体工程学、可维护性、工艺性和可 靠性。对于车队来说，其挑战在于开发一辆能最大程度满足中国 FSC 赛车的设计目标且具有市 场前景的样品车。每辆赛车的设计都将与其它的赛车进行对比评价，以评定出最优秀的设计。
良好的工程实践 参赛车辆应按照良好的工程实践惯例进行设计和制造。参赛车辆将在一系列的静态和动态项目中进行测评，其中包括：技术检查、制造成本分析、营销 报告、赛车设计、单项性能测试和良好的赛道耐久性。动态项目通过计分来评定赛车的表现。 每个动态项目都指定了性能等级下限，人体工程学中，人体尺度的测量数据常以百分位数来表示。其中，最常用的第5百分位是代表小身材，指有5﹪的人群身材 尺寸小于此值；第50百分位数是代表中身材，指大于和小于人群身材尺寸的各为50﹪；第95百分位代表大 身材，指有95﹪ 的人群身材尺寸小于此值（首届大赛参用中国身材统计数据或欧美人体身材统计数据均可）。计算公式中得以反映。 以下为各项分数： 静态项目 营销报告 75 赛车设计 150 制造成本分析 100 动态项目 直线加速测试 75 8 字绕环测试 50 高速避障测试 150 耐久测试 300 燃油经济性测试 100 总分 1,000
中国大学生方程式汽车大赛遵循官方注册的原则并接受中国任何大学的代表车队注册。 注册费用 为人民币3000 元（或500 美元）。每支车队参赛总注册人数（包括指导教师）不得超过20 人。 参赛队伍规模为大学车队60 支，局部对国外车队开放，允许4 支国外车队参加比赛。各高校只 允许派1 支车队参加比赛。规则变动 每一年中国大学生方程式汽车大赛主办方将根据比赛的实际发展情况对规则进行相应变动， 任何 规则变动会在官方网站上公布。官方声明及赛事信息 参赛车队须阅读由中国大学生方程式汽车大赛组委会及规则委员会出版的公告， 并且熟悉所有官 方公告，包括由中国大学生方程式汽车大赛规则委员会发布的赛事规则解释。中国大学生方程式汽车大赛规则由中国大学生方程式汽车大赛规则委员会负责制订及解释， 并由 中国大学生方程式汽车大赛组委会公布和授权出版。中国大学生方程式汽车大赛规则委员会、 中国大学生方程式汽车大赛发布的官方公告同本 规则具有相同的效力如对于规则条款内容或目的不明确或有疑问的， 可与中国大学生方程式汽车大赛规则委员 会秘书处联系。公布在中国大学生方程式汽车大赛网站上的本年份版本的中国大学生方程式汽车大赛规则为比 赛的有效规则。加入中国大学生方程式汽车大赛的车队、 车队成员、 指导教师和大学其它相关个人必须同意遵守 由中国大学生方程式汽车大赛规则委员会和相关赛事组织者发布或宣布的规则和所有规则解释。所有车队成员、 指导教师和其它大学代表都必须配合和遵循赛事组织者、 官员和裁判的指 导。所有车队成员和指导教师必须阅读和理解所参加赛事的有效规则。从到达项目站点直到赛事结束离开站点或提前退出， 在现场的所有车队成员、 指导教师和其它已 登记大学的参赛代表将被视为“参赛”状态。有触犯条款的企图就被认为是触犯条款本身，并将受到相应处罚。如果对于规则的内容或意义有疑问， 可以询问中国大学生方程式汽车大赛规则委员会或相 应赛事的组织者。赛车控制权 中国大学生方程式汽车大赛和其它赛事组织者在赛事进行期间保留对任何登记在案的在场赛车 进行控制，以及由组织者、官员和技术检查人员进行检查和测试的权利。这些规则中的章节段落的标题仅供参考，便于阅读，以段落中陈述的规则含义为准保留权限 中国大学生方程式汽车大赛和赛事组织者保留对任何赛事计划进行修订， 以及在任何时候因赛事 需要对赛事规则进行单方面解释和修改的权力。
资格限制 为了确保中国大学生方程式汽车大赛作为一项工程技术赛事而非纯粹的竞速赛， 只限在校全日制 本科生和研究生参赛。学生身份 车队成员必须是本科院校的注册在校本科生和和全日制研究生， 比赛前7 个月内毕业的应届毕业 生仍具备参赛的资格。每个车队研究生人数不超过3 名，本科大三及大三以下学生人数不少于3 名。以报名提交日学生身份为准。学会成员 各个车队成员所属院校需是中国汽车工程学会团体会员单位或在注册比赛后两个月内成为中国汽车工程学会团体会员单位。年龄 车队成员必须年满18 周岁。车队中负责驾驶赛车的队员，在比赛的任何时间内都必须持有有效的中国的汽车驾驶执照。款所有在场的参赛者， 包括学生、 指导教师和志愿者都要求在现场注册时签署一份事故安全免责条 款。个人医疗保险责任范围由参赛者本人承担。组办方提供保险营销单位。中国赛事的个人注册条件-行动须知 每位参赛者，包括指导老师，必须在赛事规定的提交的时间前，注册并填写中国大学生方程式汽 车大赛网站注册页面上的相关信息： -医疗保险（提供方、保险单/身份号码、电话号码） -驾驶执照（颁发地、身份证号码） -紧急联系信息（联系人（父母/监护人、配偶）、关系、电话号码） 请在现场登记时携带身份证、学生证、驾照或护照。同时请带好已购本赛事的医疗保险卡。指导教师身份： 每支车队须有一位（或两位）由该校方任命的指导教师。指导教师须陪同车队参加比赛并会被赛 事官方默认为其大学的官方代表。指导教师可以指导车队一些常规的工程技术和工程项目经营管理的理论。
l 赛车设计： a 赛车式样 赛车必须车轮外露和座舱敞开（方程式赛车式样），并且四个车轮不能在一条直线上。
b 车身 除了驾驶舱必须开口以外，从赛车最前端到主防滚架（或者防火墙）的这段空间里，不允许车身 有其他的开口。允许在前悬架的零件处有微小的开口。c轴距 赛车的轴距必须至少为1525mm（60 英寸）。轴距是指在车轮指向正前方时同侧两车轮的接地面 中心点之间的距离。d轮距 赛车较小的轮距（前轮或后轮）必须不小于较大轮距的75%。 e 可视性 技术检查表格上的所有条目必须在不借助工具 （比如内窥镜或是镜子） 的情况下清楚地呈现给技 术检查官。呈示时可以通过拆卸或移动车身板件来实现。f赛车结构 2 个选择 车队能够自行选择设计他们赛车满足下面任何2 个独立，又有相关性的要求和限制。需要注意——如车队打算使用替代车架结构规则， 必须注意规则委员会的用意和初衷。规则委员会将检查提交的报告，并且告知车队他们的设计请求是否通 过。使用AF 替代车架规则，需要提交SRCF（代替SEF） 车队若提交了SRCF 则不需提交SEF 结构等同报告 。总体要求： 赛车的结构必须包括两个带有斜撑的防滚架、 有支撑系统和缓冲结构的前隔板、 以及侧边防撞结构。最低原材料要求基准钢铁材料 赛车的基本结构必须为以下材料制作： 低碳钢或合金钢（含碳量至少为0.1%）圆管 、最小尺寸规格要求如下肩带安装杆 25.4mm*2.4mm 或25.0mm*2.50mm 侧边防撞结构，前隔板，防 滚架斜撑，安全带安装25.4mm*1.65mm25.0mm*1.75mm 或25.4mm*1.60mm 前隔板支撑 25.4mm*1.25mm 或25.0mm*1.5mm 或26.0mm*1.2mm当焊接管需要加强时（如插入到螺栓孔的物体和支撑悬架切口处的材料），管件需保持其原有的 冷拉 强度，而加强材料使用焊接强度。替代管件和材料——基本要求：除主环和主环斜撑必须使用钢材以外， 其他管件均可使用替代尺寸规格和材料。 即铝制或 钛制的管件以及复合材料在主环和主环斜撑上禁止使用。焊接过的钛制管材禁止在基本结构中使用，禁用范围包括基本结构管件与支架的连接件， 以及基本结构管件与其他部件的连接件。如果使用复合材料或其他材料，车队必须提供材料类型文件，例如，购买发票，运输单据 或者捐献信，以及材料的特性。复合材料的层布技术细节和使用过的结构材料（衣料，重量，树 脂类型，层数，核心材料，表面材料（金属））的说明文件必须提交。车队必须提交他们所用的 复合材料的与原材料最低要求等同的计算说明。等同计算结果中必须包括能 源耗散量和弯曲，扭转和拉伸强度。提交完成的“结构等同性报告”目。