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B2酒精獠牙超跑概念车身结构设计

项目分类:机械图纸 发布时间:2021-11-01 ID:354211
  • B2酒精獠牙超跑概念车身结构设计
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这款超跑概念车身的结构设计,首先围绕赛道竞速场景的核心需求展开,在空气动力学性能的打磨上做了多轮迭代。从整车外轮廓来看,低趴的车头姿态首先考虑了高速行驶时的下压力获取,前舱盖的内凹曲面并非单纯的造型装饰,而是可以引导车头正面来流向两侧轮拱疏导,避免气流直接冲击前挡风形成紊流,同时前保险杠两侧的大尺寸进气通道,直接连通前轮拱后方的导流腔,既可以为制动系统提供充足的冷却气流,也能快速抽走轮拱内的乱流,降低轮腔升力。车头下部的前唇采用了突出式的一体化设计,边缘做了薄型化处理,在高速状态下可以切割车头下方的气流,减少车底气流的涌入量,配合车底近乎平整的覆盖件设计,能让车底气流快速通过形成负压区,将整车牢牢吸附在路面上。

车身侧面的曲面设计采用了大曲率的内凹处理,从车门前端一直延伸到后轮拱前方,这个曲面的作用是引导侧方气流快速流向车尾的扩散器区域,同时侧门后方的大尺寸进气口,直接连通中置动力单元的冷却系统,进气道的内壁做了顺滑的曲面过渡,尽可能降低进气阻力的同时保证冷却风量的充足。轮拱的外扩设计兼顾了宽胎的安装边界,前后轮拱的内缘预留了足够的转向跳动空间,即使在大角度转向、悬架全行程压缩的工况下,轮胎也不会与轮拱内衬发生干涉。

车尾部分的固定式大尾翼采用了双层翼片结构,上层主翼片的攻角经过多轮流场仿真调整,可以在车速达到200km/h以上时提供超过整车自重30%的下压力,下层的辅助翼片则可以梳理尾翼下方的乱流,避免气流分离带来的阻力激增。车尾下部的扩散器采用了多通道的导流槽设计,每个导流槽的曲率都经过匹配,能将车底的高速气流快速导出,与车尾上方的气流形成速度差,进一步强化车底的负压效果。

从整车的尺寸边界来看,整车长度控制在4.6米级,宽度控制在2米级,高度控制在1.1米级,轴距设定在2.7米左右,这个尺寸既保证了中置动力布局的安装空间,也能兼顾赛道行驶的灵活性,转弯半径可以控制在5.8米以内,适合多弯的赛道场景。座舱部分的设计采用了单座偏置的布局思路?不对,图中可见双座布局的座舱轮廓,座舱的位置尽可能向车辆中心靠拢,让整车的质心落在前后轴中点偏后10厘米的位置,保证前后轴荷比接近40:60,符合后驱超跑的动态操控需求。

在结构设计的思路上,整个车身壳体采用了承载式的一体化设计思路,预设的碳纤维单体壳乘员舱可以在碰撞时快速分散冲击力,前后的溃缩区预留了足够的变形吸能空间,车门内部的防撞梁安装位、仪表台的安装点、座椅的固定锚点都在建模时做了位置预留,不需要后续二次修改结构。悬架的安装点位置参考了主流超跑的双叉臂结构布局,前后悬架的塔顶位置做了加强筋的预设,保证激烈驾驶时悬架安装点的刚度足够,不会出现形变导致定位参数偏移。

细节部分的设计上,后视镜的安装位置从车门上沿移到了车门板中部,这个位置可以避开A柱带来的气流盲区,同时后视镜的外壳采用了水滴形的曲面设计,能降低后视镜带来的风阻与风噪。车顶的线条从A柱顶端顺滑过渡到尾翼前端,没有突兀的折线,既保证了座舱内的头部空间,也让车顶的气流可以顺畅流向尾翼,避免气流在尾翼前方发生分离。车窗的边框采用了窄边设计,在保证结构刚度的前提下尽可能降低视觉盲区,同时车窗的曲面与车身侧面的曲面做了连续过渡,不会出现凸起的窗框打乱侧面气流。

这款车身模型的建模过程中,所有曲面都做了G2连续的处理,没有出现曲面褶皱、曲率突变的问题,不管是用于后续的油泥模型制作、3D打印验证,还是用于渲染展示、结构深化设计,都可以直接调用。在实际的工程应用中,这个模型既可以作为超跑概念设计阶段的外CAS面使用,也可以作为空气动力学仿真的基础模型,通过调整翼片角度、前唇伸出长度、侧进气口大小等参数,适配不同的赛事规则与动力配置需求。比如针对场地赛的需求,可以加大尾翼攻角、增加前唇的宽度来获取更高的下压力;针对直线加速赛的需求,则可以降低尾翼攻角、封闭部分不必要的进气口来降低风阻。

另外在安装边界的预留上,整个车身的下部预留了底盘护板、排气系统、燃油系统的安装空间,后轮拱的内侧预留了大尺寸刹车卡钳与碳陶刹车盘的安装位置,不需要对轮拱结构做切割修改。车头的大灯安装位做了内凹的腔体设计,既可以容纳大灯总成的结构,也能让大灯的轮廓与车头曲面融为一体,不会破坏整体的空气动力学造型。前保险杠的下部预留了拖车钩的安装口,平时可以用盖板盖住保持造型完整,赛事场景下可以快速打开盖板安装拖车钩。

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