問
學生制方程式賽車的材料選擇有何講究?
學生制方程式賽車的材料選擇很有講究。
首先說車架,它是賽車的基礎,要承受所有部件傳來的力,決定了賽車的穩定性。大學生設計賽車時多采用空間衍架結構,簡單便宜,碰撞后檢修容易。材料選擇上,目前多采用低碳鋼及合金鋼,鋁合金和復合材料也有使用,同時要考慮大賽規則對材料的限制。
車身材料主要采用碳纖維,它輕盈且抗沖擊性能好。
底盤采用蜂窩鋁材和碳纖維合成的復合材料,機械強度高、耐溫性和耐腐蝕性好。
車輪材料復雜,根據比賽賽道不同選用不同輪胎,外框主要是尼龍和聚酯纖維的復雜編織物。碳纖維布選擇方面,編織方式有單向布和編織布,編織布又分平紋、斜紋、緞紋,單體殼常用斜紋編織布。是否預浸樹脂分預浸料和非預浸料,干式成型法簡單但預浸料存儲和固化條件要求高且價格貴,制作單體殼時根據條件選擇。K數表示碳纖維束里碳纖維絲數量,K數越大網格越大、單層布越厚、彎折性能越差,制作單體殼通常用 3K 碳纖維布。性能等級方面,東麗 T700 碳纖維布綜合性能和價格較合適。
在轉向系統方面,有阿克曼、平行和反阿克曼等轉向機構,選擇依據是車輛轉彎速度和彎道條件。設計可變阿克曼轉向幾何有九個步驟,包括確定阿克曼轉向工況、估計轉彎半徑、計算空間需求、設計梯形轉向系統、優化均方根誤差等。材料選擇上,轉向軸采用 7075 T6 鋁合金等,具有高疲勞強度和沖擊韌性。
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