全地形车的设计：BAJA外文翻译资料

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全地形车的设计：BAJA

Ripudaman Singh Negi、Ashish Kumar

机械工程系THDC-水电工程研究所，

技术B.PuramTehri，Uttarakhand

引言：

本车符合BAJA SAE规则，并且经过最佳工程实践设计。所有设计都以制造，耐用性，安全性和性能为重点。越野车的各个方面，如底盘，悬架，转向，传动系统和制动，所有这些都是通过设计考虑完成的。顾名思义，Baja的设计旨在支持比其他大多数车辆更广泛的地形和越野。我们的主要关注点是设计一款单座高性能越野车，它能够以最大的安全性和驾驶员的舒适度驾驶崎岖不平的道路。

关键词：越野、全地形、安全、承重、舒适

1.介绍

年度大学设计比赛由SAE国际为全球学生举办。巴哈是这个系列的一部分，它要求学生为最严酷和最崎岖的地形打造单座越野车。在设计过程中，经济和制造约束是很大的因素。 为了验证这些设计，所有计算机辅助设计都使用了实体作品，并使用了ANSYS等分析软件。

中国汽车工程学会巴哈大赛Baja SAE China（简称BSC大赛）是由中国汽车工程学会主办，由高等院校、职业院校汽车及相关专业在校生组队参加的越野汽车设计、制造和检测的比赛。在各院校间开展的汽车设计和制作竞赛。各参赛车队按照赛事规则和赛车制造标准，在规定时间内，使用同一型号发动机，设计制造一辆单座、发动机中置、后驱的小型越野车。此项赛事起源于美国，是大学生方程式汽车大赛的前身，适合职业院校和本科低年级学生参与。竞赛包括多种静态与动态项目测试，静态项目包括技术检查、赛车设计、成本与制造、商业营销等，动态项目包括牵引力测试、操控测试、爬坡测试、耐力测试等。

BAJA是西班牙语越野车的意思，巴哈大赛于1976年起源于美国。该项赛事是继“中国大学生方程式汽车大赛”成功举办之后,中国汽车工程学会推出的又一个全新的技能型人才培养平台。BSC是一种全新的技术教育和工程实践过程，会给参赛学生带来新的挑战。大赛真正以兴趣为导向，崇尚“人人皆可成才，人人尽展其才”的现代职教精神，可以使参赛学生进一步掌握汽车结构设计、制造、装配、调教维护、市场营销、成本控制等多方面的专业知识技能，提高学生的团队合作能力。

2.框架设计

2.1 目的

该框架的目标是保证95％的成年男性能够在最小空间内拥有较为舒适的驾驶环境，并且能够提供足够的安全保障。扭转刚度范围为800-1200磅/度，这样设置的目的是保持框架与悬架系统一起弯曲，并确保较小的偏转在动态加载下。我们选择用于制造框架的最初材料是AISI 4130.由于其弯曲刚度较高，我们可以使用外径更大，厚度更小的管道，这有助于大幅减少我们的框架重量。但是，由于无法使用少量的材料（适合建造一辆车的材料总量）我们被迫使用常用材料AISI 1018（国内与其一样的材料是没有的，接近于（GB／T699）15#～20#钢之间，属碳素结构钢类。碳素结构钢类，含碳量约0.05%～0.70%，个别可高达0.90%。可分为普通碳素结构钢和优质碳素结构钢两类。用途很多，用量很大，主要用于铁道、桥梁、各类建筑工程，制造承受静载荷的各种金属构件及不重要不需要热处理的机械零件和一般焊接件）。

表格1，两种材料的对比

2.2 设计

AISI 1018钢管因其优越的可用性和强度性能而被选中。该框架的规格是：

2.3 分析

完成框架的材料和横截面后，测试该框架在苛刻条件下框架的刚性和强度是非常重要的。框架应该能够承受撞击，扭转，滚动等恶劣条件并为驾驶员提供安全保护。

表3，技术参数

图1.正面碰撞变形的有限元分析

图2.正面碰撞应力的有限元分析

图3.后部碰撞变形的有限元分析

图4.后部碰撞应力的有限元分析

图5.翻滚变形的FEA分析

图6.翻滚应力的FEA分析

图7.侧面碰撞变形的有限元分析

图8.侧面碰撞应力的有限元分析

3.悬架

3.1 目的

悬架的设计是为了在岩石爬行和高速机动性方面取得成功。前悬架旨在减轻重量，同时保持结构刚性。这导致车辆未加重的重量减少，并最终减少横向由于转动而产生的力，即改进处理。为了限制轮子的变化，在越野和不平坦的地形上，后悬挂设计的最佳的车轮行驶性能为准0.05ordm;。

3.2 设计

使用铬钒作为具有78300MPa的扭转刚度的材料，该非弹簧重量93.5千克，弹簧重量221.5千克，百分占比达到总重量的29.682％和70.318％。

表格4

表格5

4.控制

4.1目的

控制系统的目标是保障车辆能够连续驾驶4个小时以上。这个系统包括转向和制动子系统。

4.2转向系统

4.2.1目的

转向系统的目的是提供最大的方向控制和提供在所有类型的地形中，车辆都具有可观的安全性和易操作性。汽车设计师的目标是使转弯半径最小化，以便在狭窄的轨道中操纵时，给定的特征有助于帮助司机用最简易直接的方式通过该轨道。下一个需要考虑的因素是来自道路的信息回馈。道路的信息反馈必须是最佳的，这样驾驶员不仅能够获得合适的道路感觉，而且同时由于道路的颠簸不会影响各种复杂信息的处理。

表6.阿克曼转向几何（齿轮齿条系统）

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