【大赛作品展】关于FAST赛车前立柱的创新拓扑优化设计

由清华大学材料学院主办，北京理工大学化学与化工学院和北京科技大学材料科学与工程学院协办，清华大学材料科学与工程国家级虚拟仿真实验教学中心承办，北京赋智工创科技有限公司技术创新中心联合承办的北京市第一届暨清华大学第四届虚拟仿真创意设计大赛自报名以来迎来众多参赛者，参赛作品目前已提交60份，涉及领域广泛，其中不乏当前各个领域的热点问题，为了更好展示其中一部分优秀的作品，特开设大赛作品方案展示专栏。

第一期介绍的第四个作品是来自清华大学的关于FAST赛车前立柱的创新拓扑优化设计（作品编号：03272308）

作品研究背景及目的：

中国大学生方程式汽车大赛简称FSC，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。在赛车的轮边系统中，前立柱的作用是传递并承受汽车前部载荷支撑并带动前轮绕主销转动而使汽车转向，承受着多种极限工况下的冲击载荷，是赛车上受力较为复杂的部件之一。因此，在设计中我们要求其具有很高的强度和刚度，确保其可靠性和耐久性。随着方程式赛事的发展，为了减轻簧下质量，提高赛车的动力和操控稳定性，国内外逐渐将研究着重于立柱的轻量化分析，在确保立柱能承受各种工况下的载荷的同时减轻立柱的质量，保证赛车安全性的同时提升赛车的轻量化水平。

Ansys Workbench是一款专 业强大的软件，可用于静力学有限元分析、结构拓扑优化、瞬态运动分析和材料疲劳寿命分析等工况，旨在助力工程师快速、轻松地创建并研究结构高效型的设计，大大降低成本，减少开发时间和物料消耗并减轻产品重量。

作品简介：

基于FSAE全国大学生方程式大赛动态比赛项目，利用Adams Car软件建立赛车前悬架模型，通过轮跳仿真确定前悬架上下A臂和转向杆硬点，再经过三种典型极限工况下（制动工况、转向工况与极限制动转向工况）计算求出立柱所受载荷，在Hypermesh中对模型网格进行细化处理，再导入Ansys WorkBench软件中对模型工况条件的设置以进行静力学仿真和拓扑优化，并进行强度校核以及材料的疲劳分析。使其在提供赛车所需刚度的条件下，减轻簧下质量，提高赛车性能。关键词：【Hypermesh、Ansys Workbench、网格细化、静力学仿真、拓扑优化、轻量化、车辆工程、汽车理论】

作品的具体介绍与视频链接：