方程式赛车车体结构设计的复合材料机械试验

方程式赛车车体结构设计的复合材料机械试验

受F1赛事的启发，IMechE（机械工程师协会）和SAE（机械工程师协会）组织全球大学和学院学生的年度比赛，设计和制造单座赛车。底盘或车架的设计是关键部分，因为质量和刚度与汽车的性能和驾驶员的安全性直接相关。底盘的质量减轻对车内其他结构的设计有直接的影响。为了减轻赛车的质量，车体选择单壳式设计。单壳式设计应满足足够的扭转刚度，并在可能发生碰撞的情况下吸收冲击的能量。进行了3种机械试验，主要是3点弯曲试验、周围剪切试验和能量吸收试验。

使用Instron 5980万能试验机进行3点弯曲试验。车体建模为在端部简单地支撑并在车体中心承载的梁。通过测试可以得到弯曲应力、应变和刚度（在弯曲弹性模量方面）。总共进行64次弯曲试验，通过改变碳纤维的类型、材料厚度、材料密度来实现不同的试验。

测试结果表明，复合材料厚度和质量、密度对于车体尺寸有着显着影响，其中较薄、密度较高的复合材料最适合制成车体。另一方面，结果受到一些不确定性的影响，包括如何进行测试，测试样品的生产过程中的可能出现的错误和测试设置，在3点弯曲测试中对减小的测试样品上的负载。测试中的这些不确定因素将进一步受到关注。

刊名：International Journal of Mechanical,Aerospace,Industrial,Mechatronic and Manufacturing Engineering（英）

刊期：2016年第10期

作者：Erik Vassøy Olsen et al

编译：野晨晨