FSAE外殼設計要素
技術乾貨來源於：ind4.net正所謂，人靠衣服馬靠鞍，一輛FSAE賽車擺放在你的眼前，你對於這輛賽車的第一印象絕對源於它的車身外殼的造型，一個流線型的、優美的車身外殼絕對會讓你眼前一亮，大大的增加對它的好感度。
本文就來說說車身外殼設計的幾個方面。
設計要求：
毫無意外的，FSAE對車身外殼也有著諸多的限制於要求。首先賽車必須車輪外露和座艙敞開（方程式賽車式樣），並且四個車輪不能在同一直線上；除了駕駛艙必須開口以外，從賽車最前端到主防滾架（或者防火牆）的這段空間裏，不允許車身有其他的開口。允許在前懸架的兩件處有微小的開口；禁止車身前部有銳邊或其它突出的部件；車身前部所以可能觸碰車外人員身體的邊緣，如車鼻等，都必須為半徑至少為 38mm（1.5 英寸）的圓角，該圓角的圓心角必須至少 45°（從正前方向頂部、底部和側面等全部有影響的方向測量）。
車身的結構與材料：
很多的設計是將部分車身一次性永久固定在車架之上，這樣減少了車身需要經常裝卸的麻煩，車身與車身之間的連接用銷連接，這樣方便的車身的拆裝，還可以起到定位作用。
一種FSAE賽車車身整體材料選用3K200G雙向斜紋碳纖維布製作，可以減輕整車質量，計劃厚度 2~3mm（3 層碳纖維），車身主體與車架通過碳纖維加樹脂固定（永久固定），前鼻錐、左右兩側擾流翼及前後定風翼通過螺栓和鋁銷固定在車身上。
保時捷911碳纖維車身
由於 FSAE 賽車車身覆蓋件鼻錐具有較大的曲面曲率，加工較為複雜，碳纖維對車身的全覆蓋工藝仍需要不斷地探索與完善。
並且，一些優秀的車隊試圖在車身外殼結構與材料上走的更遠。不斷的在外殼上試用一些複合材料。複合材料從開始一般的零件到結構件，越來越多的應用到汽車行業。現如今複合材料的車輛中的應用呈現增長趨勢。美國是複合材料產量最大的國家之一，交通運輸行業（包括汽車與火車）佔到美國複合材料市場總額的 1/3。在汽車中的應用主要有以下部件：車身及車身部件、車內飾部件，及一些重要的結構件如傳動軸等。利用複合材料成型工藝加工部件，可按照設計要求加工模具再利用固化工藝成型，製備的結構件不僅保持了高度的整體性能，減少了零部件數量，以及連接接頭等緊固件，而且節約了加工原材料，降低了製造成本與生產週期。
當然，現在的主流的車身材料還是玻璃鋼。
玻璃鋼材料具有成形性好，利於零件的整體成型，減少零件數目，便於生產，模具數量少，同時能夠提高殼體的扭轉剛度，非常適合製造汽車車身，國內外汽車廠家及科研機構都很重視玻璃鋼車身的開發與研究工作。
玻璃鋼車身主要有以下幾方面的優勢：
（1） 特別適合單件/小批量生產
（2） 發展玻璃鋼車身，實現車身輕量化，節能效果十分顯著
（3） 具有良好的安全性
（4） 可以節約大量優質鋼材
（5） 玻璃鋼用於汽車車身可以大大提高其使用壽命
車身造型：
造型設計並非純粹的藝術創作，在設計 FSAE 賽車車身造型過程中必須盡量避開很多設計硬點，即賽車車身造型設計中不能改變的點，及強行確定的位置或形狀，如與車架之間連接孔、平面或一段曲面等等。而這些硬點的存在極大影響汽車造型的總佈置、人機工程和空氣動力學等工程因素的集中體現。
基於NURBS曲線/曲面造型理論，考慮FSAE賽車造型設計總佈置，人機工程以及空氣動力學方面影響因素，結合截面特徵，大多數參賽隊伍都會利用 CATIA 三維建模軟體進行賽車車身造型設計。
NURBS車身建模舉例
CATIA 是由法國Dassault公司開發的大型CAD/CAM應用軟體，與UG、Pro/Engineer相比，該軟體在曲面造型方面具有獨特的優勢，因而被廣泛應用於航天、汽車等行業的複雜曲面造型設計中。汽車產品設計中很大部分零部件是由一系列複雜的空間曲面構成的，這些曲面是由不同曲率的空間曲面相互聯結而成，這種連接既要滿足零件功能、結構的要求，又要光環過渡，達到平順、和諧的效果。CATIA 軟體的曲面造型技術為這類零部件的設計提供了先進、方便、快捷的手段，使汽車的設計更趨完美，設計週期越來越短，極大的提高了汽車開發效率。
設計過程主要包括以下幾個階段：
（1）草圖設計。
在進入實際設計之前，先進行CATIA草圖效果圖的設計。草圖設計無需表達所有車身細節，但能夠反映車身造型的形態，結構關係等。根據車架的結構選定合適的截面，根據車架截面尺寸，獲得 CAD 草圖並向外等距擴展一定距離獲得界面輪廓尺寸得到車身設計草圖。
（2）CATIA 軟體三維建模
草圖完成後，利用 CATIA 軟體建模。建模是車身造型設計中最基本，最主要的工作。車身曲面設計需要組合多塊曲面，因此在整車造型設計初期，需要了解車身結構的佈置，避開設計硬點，防止與車架之間發生干涉。
你以為這樣就結束了嗎？當然還沒有，點擊此處閱讀原文
連載系列好文，下載IND4汽車人APP，追好文~
推薦閱讀：
