底层设计逻辑全解析

从车架“骨骼”到人机“温度”

CHE JIA GU GE DAO REN JI WEN DU

2026·巴哈造车局

课程回顾前言

吉林大学车队的孟庆池学长用一场《车架简论》，带我们穿透“车架”的表象，看懂巴哈赛车的结构灵魂与人机关怀！没有赶上直播？别慌，精华全在这儿！

/ 第一期巴哈造车局

车架设计：

钢管桁架的“空间魔法”

• 定义点×横向构件×主要结构件：

• 从“防滚架示例”（前后支撑的桁架布局），到“横向构件”的精准标注（GLC、RLC等受力关键点），再到“主要结构件”的骨架成型（前支撑/后支撑、单层/双层车架的形态差异）——他用图示+讲解，把抽象的“空间桁架”拆解成可落地的设计逻辑：管件怎么连？哪里是受力核心？如何通过结构优化减重又保强度？

• 关键管件定位：

• 横臂内点、避振器上点、拖曳臂内点……每一个“点”的定位都对应着悬挂、传动、车身稳定性的底层逻辑。孟庆池同学用三维模型演示（如图中彩色管件的受力路径），让“看不见的力学”变成“看得懂的设计”。

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车身设计：

安全与防护的“硬标准”

• 防火墙材料/面板材料：

• 防火墙需用≥0.5mm厚的金属，机械固定（或安全型粘合剂）在RHD平面；车身底板要“完全覆盖驾驶舱底部”，防止杂物入侵、燃油泄漏——材料选择（金属/玻璃纤维/塑料）、安装方式（机械固定优先）、切口处理（隔热密封）等全是赛事规则+工程安全的双重考量！

• 细节控的胜利：

• 透气口不能穿防火墙、传动系统切口间隙≤6mm等这些“毫米级”的要求，正是巴哈赛车“可靠竞赛”的秘密武器。

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有限元分析：

用软件“预演”安全

“有限元分析（FEA）是虚拟世界的‘力学实验室’”！孟庆池同学介绍了HyperMesh、Workbench、Abaqus等工具，演示了“预处理→求解→后处理”的完整流程：

• 简化几何模型、画网格、设置边界条件……每一步都为“精准仿真”铺路；

• 从“结构变形”到“应力分布”，FEA让我们在实物制造前就发现隐患，避免“造出来才发现问题”的返工风险。

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参数设计：

用数据定义“性能边界”

车架的性能，藏在质量、抗弯刚度、扭转刚度、固有频率这些参数车架的性能，藏在质量、抗弯刚度、扭转刚度、固有频率这些参数里：

• 稳态特性：悬架压缩量、车架扭转变形要与传动轴扭矩“匹配”，确保力的传递稳定；

• 载荷转移：抵抗车身扭转变形，设定为侧倾刚度的“数量级倍数”；

• 固有频率：通过自由模态分析，避开发动机、路面激励频率，同时排查局部刚度不足、验证焊缝连接。

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扭转刚度仿真与计算：

把车架“拆”成公式

• “计算扭转刚度，需要将车架简化成平面矩形！”学长给出了核心公式：

• （KT：扭转刚度；T：扭矩；F：载荷；b：前舱宽度；θ：扭转角；h：施力高度）

• 通过仿真软件（如图中展示的车架模型），输入载荷、约束条件，就能量化验证车架的抗扭能力，让“经验设计”升级为“数据驱动设计”。

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人机工程：

让赛车“适配人”，而非“人适配车”

赛车是给车手开的，所以人机工程是设计的“温度”所在：

• 车架配置：需承载车手的身高、体重的，所有车手都要满足“车架最小问题要求”，保证舒适驾驶+设备操作便利；

• 人机测量实验：确定车手坐姿、人体参数，建立数字模型，为座椅设计提供参考（如图中车队的实操测量场景）；

• 座椅设计：结合车手建议、人体模型，满足赛规+舒适包裹（泡棉厚度、造型贴合），让车手“坐得稳、控得准”。