中心组建了一支由70余人组成的一级方程式赛车队,进行油车及电车两种赛车的发动机、电池、车身车架、悬架转向、底盘、电机电控、仪器仪表等的设计和制造,并代表重庆大学参加一年一度的全国大学生方程式赛车比赛。结合大学生方程式赛车队在开发、设计、制造需要,开设了车身车架系统结构设计仿真、底盘及悬架转向传动系统运动学分析与仿真、电机电控系统综合控制仿真等实验项目。利用设计模块中的机构设计与分析、结构设计分析和机械系统设计分析三个子模块中的仿真系统来构造发动机、车身车架、悬架转向、底盘等的机构、结构及运动学分析虚拟仿真,设计出最优的结构和传动系统方案。利用检测模块中的虚拟仪器、机电系统参量虚拟测试、基于虚拟仪器的信号处理子模块中的仿真系统对电机、仪器仪表中的信号进行虚拟测试,以优化电机和仪器仪表的相关参数。利用控制模块中的电气控制仿真系统进行电机电控系统仿真设计与分析,优化控制系统的结构及参数。开发过程中对汽油车进气系统、电动车方向盘等部件,先经过虚拟设计实验后再采用3D技术打印,采用了自主开发的联网APP(应用软件)系统,用于赛场上车手与团队指挥联络。
图1所示为部分方程式赛车实验项目样例和车队同学应用中心平台资源开发的新能源一级方程式赛车和。
a.部分仿真实验样例
b.参赛队员在比赛前的准备
图1 方程式赛车实验项目
通过上述仿真设计,得到最优的发动机、电池、车身车架、悬架转向、底盘,电机电控、仪器仪表等系统,再利用制造模块中的数控加工综合实践中的仿真系统模拟发动机、车身车架、悬架转向、底盘等系统中各零部件的制造过程,减小加工的盲目性,使得赛车开发的周期大大缩短,赛车性能得到较大程度的提高。