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SY-025-BY-3
畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
學(xué)生姓名
趙清濤
系部
汽車與交通工程學(xué)院
專業(yè)、班級
車輛工程07-11班
指導(dǎo)教師姓名
李涵武
職稱
副教授
從事
專業(yè)
車輛工程
是否外聘
□是■否
題目名稱
RL7050H0總布置設(shè)計
一、課題研究現(xiàn)狀,選題的目的、依據(jù)和意義
1、研究現(xiàn)狀
近年來，汽車技術(shù)突飛猛進，方程式賽車也逐步被大多數(shù)人所了解，F(xiàn)ormula SAE，是由各國SAE，即汽車工程師協(xié)會舉辦的面向在讀或畢業(yè)7個月以內(nèi)的本科生或研究生舉辦的一項學(xué)生方程式賽車比賽，要求在一年的時間內(nèi)制造出一輛在加速、剎車、操控性方面有優(yōu)異的表現(xiàn)并且足夠穩(wěn)定耐久，能夠成功完成規(guī)則中列舉的所有項目業(yè)余休閑賽車。自1981年創(chuàng)辦以來，F(xiàn)SAE已發(fā)展成為每年由7個國家（美國、英國、澳大利亞、日本、意大利、德國及巴西）舉辦的9場賽事所組成，并有數(shù)百支來自全球頂級高校的車隊參與的青年工程師盛會。
SAE方程式（Formula SAE）系列賽源于1978年。第一次比賽于1979年在美國波斯頓舉行，13支隊伍中有11支完賽。當(dāng)時的規(guī)則是制作一臺5馬力的木制賽車。SAE方程式（Formula SAE）系列賽將挑戰(zhàn)本科生、研究生團隊構(gòu)思、設(shè)計與制造小型具有越野性能的方程式賽車的能力。為給車隊最大的設(shè)計彈性和自我表達創(chuàng)意和想象力的空間，在整車設(shè)計方面將會限制很少。賽前車隊通常用8至12個月組的時間設(shè)計、建造、測試和準(zhǔn)備賽車。在與來自世界各地的大學(xué)代表隊的比較中，賽事給了車隊證明和展示其創(chuàng)造力和工程技術(shù)能力的機會。
2009年中國國產(chǎn)汽車產(chǎn)銷分別為1379.10萬輛和1364.48萬輛，首次成為世界汽車產(chǎn)銷第一大國。汽車從中國人眼中的奢侈品到代步工具，到躍居世界汽車產(chǎn)銷量第一的頭把交椅，中國只用了短短十年時間?；仡櫴陙碇袊嚬I(yè)的突飛猛進，一浪高過一浪的市場消費力，驅(qū)使中國一躍成為全球最大的汽車消費大國，而非真正意義上的汽車產(chǎn)業(yè)強國。中國汽車工業(yè)一直是在借鑒和應(yīng)用，國外汽車一百多年來成熟的技術(shù)和制造工藝一路走來，而缺乏自主創(chuàng)新研發(fā)新技術(shù)的能力和人才培育。
中國大學(xué)生方程式汽車大賽（以下簡稱"FSAE"）是中國汽車工程學(xué)會及其合作會員單位，在學(xué)習(xí)和總結(jié)美、日、德等國家相關(guān)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，結(jié)合中國國情，精心打造的一項全新賽事。我國從2006年起開始組建FSAE車隊。湖南大學(xué)、上海交通大學(xué)、廈門理工大學(xué)與同濟大學(xué)自2007年至2009年共參加了在美國和日本舉辦的4場FSAE賽事，獲得了多個單項獎及新秀獎。為搭建國內(nèi)優(yōu)秀汽車人才的選拔平臺，培養(yǎng)和提高汽車專業(yè)學(xué)生的綜合素質(zhì)，2010年第一屆中國FSAE由中國汽車工程學(xué)會、中國二十所大學(xué)汽車院系、國內(nèi)領(lǐng)先的汽車傳媒集團——易車（BITAUTO）聯(lián)合發(fā)起舉辦。中國FSAE秉持“中國創(chuàng)造擎動未來”的遠大理想，立足于中國汽車工程教育和汽車產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)實基礎(chǔ)，吸收借鑒其他國家FSAE賽事的成功經(jīng)驗，打造一個新型的培養(yǎng)中國未來汽車產(chǎn)業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者和工程師的交流盛會，并成為與國際青年汽車工程師交流的平臺。中國FSAE致力于為國內(nèi)優(yōu)秀汽車人才的培養(yǎng)和選拔搭建公共平臺，F(xiàn)SAE要求各參賽隊按照賽事規(guī)則和賽車制造標(biāo)準(zhǔn)，自行設(shè)計和制造方程式類型的小型單人座休閑賽車，并攜該車參加全部或部分賽事環(huán)節(jié)。比賽過程中，參賽隊不僅要闡述設(shè)計理念，還要由評審裁判對該車進行若干項性能測試項目，通過全方位考核，提高學(xué)生們的設(shè)計、制造、成本控制、商業(yè)營銷、溝通與協(xié)調(diào)等五方面的綜合能力，全面提升汽車專業(yè)學(xué)生的綜合素質(zhì)，為中國汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進行長期的人才積蓄，促進中國汽車工業(yè)從“制造大國”向“產(chǎn)業(yè)強國”的戰(zhàn)略方向邁進。
2、目的、依據(jù)和意義
汽車總布置設(shè)計是新車型開發(fā)的第一道工序，而新車型總體方案的確定是總布置設(shè)計的第一步。首先通過充分準(zhǔn)備和綜合分析，選擇一個合理的整車方案，并經(jīng)過一定的程序?qū)⑵涠ㄏ聛?。方案確定后，進行準(zhǔn)確布置和計算，并為各總成下一步開展的工作打好基礎(chǔ)、準(zhǔn)備條件、提出要求并與各專業(yè)組協(xié)同完成全部的設(shè)計，共同實現(xiàn)整車的總目標(biāo)。一種新車型的投產(chǎn)，除產(chǎn)品開發(fā)過程外，還要做大量的生產(chǎn)準(zhǔn)備工作，如投入資金設(shè)備廠房、人員及制定一整套相關(guān)工藝等。這些都是為了保證整車能夠穩(wěn)定的大量的投入生產(chǎn)，并確保其整車性能和質(zhì)量能被客戶接受，所以整車總體方案和全部設(shè)計內(nèi)容，也直接決定著工廠的投入。因此，總布置工作——方案選擇、布置、和計算，都是非常重要的，而且是不可缺少的。做好整車設(shè)計工作，必須做好以下兩點：第一、要能準(zhǔn)確地分析市場形勢、了解客戶的心理狀態(tài)、車輛使用特點，熟悉工廠的生產(chǎn)條件，以便真正確定出合理的整車方案；第二、要有獨立工作的能力。因為方案確定后，實現(xiàn)該方案的所有布置、計算及整車的開發(fā)工作，基本上是由一個人來完成，所以要求設(shè)計者工作不應(yīng)該有任何失誤，否則會造成反工和浪費，甚至失掉搶占市場的機會。因此要求設(shè)計者必須具有嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真、細(xì)致、負(fù)責(zé)的精神，在整個開發(fā)過程中能協(xié)調(diào)和解決各方面問題和矛盾，使設(shè)計產(chǎn)品質(zhì)量達到設(shè)計要求。總布置工作雖然以完成全部圖紙及技術(shù)文件資料來標(biāo)志著階段性的結(jié)束，但還應(yīng)該進行整車裝配圖的校核工作，即利用已完成的全部圖紙或三維數(shù)模進行全面的細(xì)致的整車裝置的圖面及運動校核，及時發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，使設(shè)計中存在的問題消除在試制和試裝車之前?？偛贾迷O(shè)計在整車開發(fā)的過程中，占有非常重要的位置，必須認(rèn)真做好這項工作。
目前，中國汽車工業(yè)已處于大國地位，但還不是強國。從制造業(yè)大國邁向產(chǎn)業(yè)強國已成為中國汽車人的首要目標(biāo)，而人才的培養(yǎng)是實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)強國目標(biāo)的基礎(chǔ)保障之一。
此次對大學(xué)生方程式賽車的總體布置進行設(shè)計，其目的主要有：
一是重點培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計、成本控制能力和團隊溝通協(xié)作能力，使學(xué)生能夠盡快適應(yīng)企業(yè)需求，為企業(yè)挑選優(yōu)秀適用人才提供平臺；
二是通過設(shè)計交流創(chuàng)造學(xué)術(shù)競爭氛圍，為師生之間、同學(xué)之間提供良好的交流平臺，進而推動學(xué)科建設(shè)的提升；
汽車總體布置設(shè)計是新車型開發(fā)的第一道工序，其在提高和檢驗汽車行業(yè)院校學(xué)生的綜合素質(zhì)，為汽車工業(yè)健康、快速和可持續(xù)發(fā)展積蓄人才,對增進產(chǎn)、學(xué)、研三方的交流與互動合作等方面具有十分廣泛的意義。
毫無疑問，對于對汽車的了解僅限于書本和個人駕乘體驗的大學(xué)生而言，能夠獨立的完成一輛純粹的高性能的賽車的總體布置設(shè)計，是一段非常富有挑戰(zhàn)的過程，同時也是一段受益頗豐的過程。在天馬行空的幻想、大腦一片空白的開始、興奮的初步設(shè)計、激烈的爭執(zhí)、無可奈何的妥協(xié)、令人抓狂的一次次返工、絞盡腦汁的解決難題之后，設(shè)計者能獲得的不僅僅是CATIA、UG、ANSYS等軟件的熟練運用以及對焊接、定位、機加工等技術(shù)特征的掌握,更有汽車工程師的基本素養(yǎng)和豐富實踐經(jīng)驗。
二、設(shè)計（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題
1、研究的基本內(nèi)容
（1）FSAE賽車總體結(jié)構(gòu)的特點與分析；
（2）分析賽車車架的特點，進行FSAE賽車車架的設(shè)計，分析其優(yōu)缺點；
（3）總成部件（發(fā)動機、變速器、轉(zhuǎn)向機構(gòu)、制動系統(tǒng)、懸架等機構(gòu)）的選擇、設(shè)計以及優(yōu)缺點的分析；
（4）整車布置后的各總成部件的運動校核；
（5）整車性能分析，包括燃油經(jīng)濟性、動力性能、制動性能、安全性能等；
（6）撰寫設(shè)計說明書，繪制整車二維裝配圖以及零部件結(jié)構(gòu)圖。
2、擬解決的主要問題
（1）對FSAE賽車車架的設(shè)計；
（2）對發(fā)動機、變速器、轉(zhuǎn)向機構(gòu)、制動系統(tǒng)、懸架等機構(gòu)的匹配及設(shè)計；
（3）各總成部件的改進及校核；
（4）整車性能的分析，包括燃油經(jīng)濟性、動力性能、制動性能、安全性能等。
三、技術(shù)路線（研究方法）
總布置設(shè)計的準(zhǔn)備
整車型式的選擇
初步確定主要“目標(biāo)參數(shù)”
尺寸參數(shù)、質(zhì)量參數(shù)的確定
各相關(guān)總成匹配布置
初步繪制整車總布置圖繪制
整車性能分析
運動校核
各總成的布置
總布置設(shè)計修正
撰寫設(shè)計說明書，繪制二維整車總布置圖繪制
形成研究成果
1.市場調(diào)查
2.制定設(shè)計目標(biāo)
1.發(fā)動機類型
2.駕駛室形式
3.輪胎的選擇
1.主要目標(biāo)參數(shù)
2.發(fā)動機的最大功率及轉(zhuǎn)速
3.發(fā)動機的最大扭矩及轉(zhuǎn)速
4.傳動系速比
1.車身總布置設(shè)計
2.發(fā)動機總布置設(shè)計
3.轉(zhuǎn)向節(jié)、車輪總成和前制動器總成布置設(shè)計
1.發(fā)動機以及傳動系布置
2.駕駛室布置
3.懸架布置
4.車架總成外形以及橫梁布置
5.轉(zhuǎn)向系布置
6.制動系布置
7.進、排氣系統(tǒng)的布置
8.操縱系統(tǒng)的布置
N
N
Y
Y
四、進度安排
1、調(diào)研、資料收集，完成開題報告 第1、2周（2月28日～3月13日）
2、方案設(shè)計與分析 第3周（3月13日～3月20日）
3、總體參數(shù)的選定 第4周（3月20日～3月27日）
4、整車各總成的布置 第5、6周（3月27日～4月10日）
5、運動校核 第7周（4月10日～4月17日）
6、期中檢查 設(shè)計修正（一） 第8周（4月17日～4月24日）
7、完成設(shè)計圖紙 第9、10周 （4月24日～5月8日）
8、整車性能計算分析；整車設(shè)計修正（二）；第11周（5月8日～5月15日）
9、完成畢業(yè)設(shè)計說明書 第12周（5月15日～5月22日）
10、提交指導(dǎo)教師審核、設(shè)計修正（三） 第13、14周（5月22日～6月5日）
11、設(shè)計評閱、設(shè)計修正（四） 第15周、第16周（6月5日～6月19日）
12、畢業(yè)設(shè)計答辯 第17周（6月19日～6月24日）
五、參考文獻
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六、備注
指導(dǎo)教師意見：
簽字： 年 月 日