FSAE車架的設計
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大學生方程式賽車（FSAE），是面向各個科研機構以及各個高校的一項賽車競賽，最初舉辦比賽的目的是針對某些特定要求的車輛進行開發，逐步發展至對車輛設計製造全過程的深入研究。
本文主要是是介紹下FSAE的車架的設計，車架對車身的作用就好比骨頭對人身體的作用，其實就是前後車橋上的框架式結構，俗稱大梁，是汽車的基體。一般由兩根縱梁和幾根橫樑組成，經由懸掛裝置﹑前橋﹑後橋支承在車輪上。車架必須具有足夠的強度和剛度以承受汽車的載荷和從車輪傳來的衝擊。
車架的功用是支撐、連接汽車的各總成，使各總成保持相對正確的位置，並承受汽車內外的各種載荷。作為整車的重要組成部分，不僅需要足夠的剛度和強度，還要滿足輕量化設計和空氣動力學等要求。
車架的設計包括前環、主環、前隔壁、前環支撐、主環支撐、側防撞桿的設計，可以利用 CAD或者其他軟體先建立整車平面模型，然後進行三維建模，比如使用CATIA、SolidWorks等三維軟體，然後利用有限元軟體，比如Hypermesh進行力學分析，根據其分析結果提高整車的力學性能，使整車結構可靠，最後再進行各個方面的優化。這就是車架的開發流程。
1.車架的類型
就目前來講，FSAE 賽車中廣泛使用的是由金屬管件構成的空間管件結構、單體殼車身兩種。
空間管架結構使用鋼管、鋁合金管經焊接、鉚接或高強度粘接加工而成，用以承受全車載荷。
單體殼其實是一種結構技術，利用殼體表面承載，而非採用內部框架結構進行承載。它將承載重物的作用力均勻分散到每一個面，而非是空間桁架結構的每一根管件，所以單體殼結構扭轉剛度大。單體殼結構的車身作為承載式車身的一種，還具有高度安全性以及高整合度。安全性方面的優勢同樣來源於單體殼車身的面結構，相比於空間桁架車身而言，單體殼車身在緩解衝擊力時是以面進行能量傳導，所以，在高速碰撞時，單體殼的車身結構能夠為車內成員提供更為全面的安全保障。
2.車架的設計
賽車參數是影響賽車性能的決定性因素，應按照整車佈置要求設計賽車主要參數，使汽車實現輕量化，提高動力性；依據大賽規則和設計目標，合理設計車架各個部分，可選用 一些合適的軟體對車架建模。設計出的車架還應進行空間位置測試和人機工程測試。駕駛艙佈置集中體現在方向盤、換擋桿和座椅設計上。方向盤、換擋桿要便於操縱，符合人機工程，與總佈置、轉向、制動和發動機組共同設計。根據懸架硬點、轉向、制動、發動機懸置等要求確定車架結構。
車架設計要求：賽車的結構必須包括兩個帶有斜撐的防滾架、有支撐系統和緩衝結構的前隔板、以及側邊防撞結構。賽車的基本結構必須為以下材料製作：低碳鋼或合金鋼圓管。
除主環和主環斜撐必須使用鋼材以外，其他管件均可使用替代尺寸規格和材料。鋁製或鈦制的管件以及複合材料在主環和主環斜撐上禁止使用。
方程式汽車大賽已經開展 20 餘年，集結了國內外汽車設計製造領域的高端人才。車架的設計應結合賽車的總佈置要求和人機工程需要，選擇合適的材料以及管件外徑和長度。
（1）前環以及前斜撐設計
前環是輔助翻滾保護桿，位於駕駛員前方，駕駛員腿的上方靠近方向盤的位置，保護駕駛員的手和手臂。與保護駕駛員身體的主環形成了安全側翻保護區域。前環與主環一樣，由一根未經切割的管件與與底盤兩端相連。另外前環必須被支撐到隔板上。如果翻轉線在前環和主環之間，駕駛員頭盔必須低於翻轉線 50mm。《FSC 規則》對於車架的前環的設計明確了要求，使其具備足夠的強度、剛度，在極端狀況下不發生變形、破壞。
（2）主環設計
主環是主要的防滾支架，沿著或僅靠於駕駛員的後方。車輛側翻時主要保護駕駛員的上半身。主環必須由一根未切割的、連續的、截面形狀封閉的鋼管構成，連接到底盤上。同時主環也需要主環支撐支承載荷。根據《FSC 規則》，從車輛的側視圖看，主環位於車架主體結構的安裝點以上的部分必須在與豎直方向上的傾斜角在 10 度的範圍以內；主環支承與水平線之間的角度不低於30 度。這些規則確保主環強度可靠，沒有疵點。
（3）主環支架
a.主環支架必須由封閉的鋼管構件構成；
b.主環支架禁止使用鋁合金、鈦合金等複合材料；
c.主環支架必須是直的，即沒有任何彎曲。
（4）前環支架
a.前環必須由兩個分別位於前環兩側的向前伸的支架支撐；
b.必須安裝前環支架是為了保護車手的腿部，並且必須延伸到車手腳的前部。
（5）駕駛艙設計要求
駕駛艙的設計須符合人體工程學以及 FSC規則的要求。
（6） 腿部空間尺寸
按照車輛總佈置要求，要求腿部有足夠的活動空間。另外，要避免駕駛艙內可移動以及尖銳的零部件傷及車手的腿部。可以根據男子95百分位的模型來決定車架前隔板與前環下焊點的距離。
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