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科技视界车身形式风阻系数Cd
汽车刹车片迎风面积A(m 2)
Cd*A 全包0.110.320.0352半包
0.20
0.25
0.05
1项目背景
节能竞技大赛，是使用Honda 低油耗摩托车的4冲程发动机，选手们根据自己的想法动手设计、制作赛车，创造出表达环保主题的车身，限用1升汽油行驶更远的距离，并最大限度地降低废气排放，是挑战节能极限的一项竞技赛事。人们不仅可以感受到“创造”与“交流”的乐趣，同时还可以体会到“低油耗，少减排就是环保”。
我校于2010年开始参加节能车大赛以来，成绩保持良好，特别是2012年第六届大赛上以635.226km/L 的成绩力压众多高校获得全国第三。车身的方式也由半包式逐渐发展到全包式，各项参数指标稳步提升。
2提升车身性能的思路
顾名思义节能车大赛无非是节能环保，要做到节能就必须降低油耗，所以车身的质量和风阻系数就尤为重要。既要质量轻又要满足刚度和强度的需求又要有可塑性，这样的车身材料就是我们节能车车身的首选。在材料满足的条件下要做的就是设计出拥有完美曲线的车身形状。
3优化车身要进行的工作
3.1确定制作基本流程1：打印1:1图纸2：切割相应的木板
3：按序号连接木板构建空间框架
4：通过AB 胶及石膏将与木板相互位置固定5：用部分泡沫填充空间框架
6：在泡沫的表面添加石膏，用石膏来塑性7：制作并打磨石膏车身曲面
8：在打磨好的车身曲面上涂腻子粉，原子灰和脱模蜡9：在石膏模型表面铺玻璃钢
10：将制作处理好的玻璃钢内表面整理清洁11：在玻璃钢车身的内表面涂抹原子灰，脱模蜡12：用真空灌注的方法在玻璃钢的内表面铺碳纤维13：对碳纤维表面进行打磨，开窗户
14：对有机玻璃进行软化处理，制作满足形状要求的窗户15：碳纤维车身表面喷漆16：制作车身内部相关内饰3.2确定车身形态
车身形态分为半包式和全包式，其中全包式制作较为复杂，但整体效果突出车身形式选用方面主要由风阻系数Cd 和迎风面积A 决定。资料显示,Cd*A 每减小1%，油耗降低0.7%；车重每减小1%，油耗可降0.7%。
表1半包与全包的风阻对比
另知全包时整车重90kg，半包车重89.6kg，由以下公式，比较全包车身相对于半包车身的节油率:
ΔΩ=Δωm +Δωb (1)式中Δωm 是指由质量引起的节油率,Δωb 是指由车身引起的节油率。
ΔΩ=(90-89.6)/89.6*100*0.7%+(0.0325-0.05)/0.05*100*0.7%=24.4%
可算出全包比半包节油24.4%。因此，选用全包结构。3.3确定车身外形
研究表明，当一辆轿车以80km/h 的时速前进时，有60%的耗油是用来克服风阻的。在时速200km/h 以上时，空气阻力几乎占所有行车阻力的85%。即使风阻系数只相差0.01，也会给油耗带来明显的变化。而一旦风阻系数降低10%，那么燃油的消耗量至少可以节省7%。
作用在汽车上的空气力有三种：空气阻力、升力、侧向力。作用在汽车上的力矩也有三种：纵倾力矩、侧向力矩、横摆力矩。这些力和力矩称之为空气动力六分力。
图1空气动力六分力
汽车空气动力特性对经济性的影响
汽车上的总阻力由气动阻力和滚动阻力组成:
节能车车身优化设计
张建昌郑端曹昭良朱黎翔左亚运(湖北汽车工业学院汽车工程系，湖北十堰442002)
【摘要】本文以Honda 中国节能车竞技大赛为背景，在满足大赛方规则的前提下，对车身进行综合分析和优化，从车身选材，迎风面积，风阻系数入手。通过模拟风洞试验，确定其模型形状及尺寸。来配合其他部分已达到整车性能的全面提高。
【关键词】节能车；车身；优化
Optimization Design of the automobile body of the Energy-saving Car
ZHANG Jian-chang ZHENG Duan CAO Zhao-liang ZHU Li-xiang ZOU Ya-yun
(Dept.of Automotive Engineering,Hubei Automotive Industries Institute,Shiyan Hubei 442002,China)
【Abstract 】This text is on the background of China`ECO-CAR Racing,On the premise of the racing`rule,to analysis and optimize the body from the material,frontal area drag coefficient.By simulation the wind tunnel experiment to ensure the shape and size of the
model and improve the vehicle performance by cooperate other parts.
【Key words 】Fuel-efficient cars;Bodywork;Optimization
指导教师：王金虎。
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ρAv 2C D +2(G F -L F )f F +2(G R -L R )f R
由此可知，当车速为(60-80)km/h 时气动阻力与滚动阻力相当；当车速为160km/h 后，气动阻力是滚动阻力的2-3倍。
因此，我们的车身其风阻对于整车的影响非常重要，下面就是我们有CATIA 优化的疾风2013的车身模型。
图2车身三维模型
此车型是在疾风2012的基础上进行再优化得出的成果，整体造型接近水滴形状，风阻极小，而且与保时捷911同出一辙，及其炫酷。
其迎风面积只有0.3平米，且风阻系数和静压系数也通过Ansys 模拟风洞进行了分析。
图3(a)
风阻系数(cd)
利用软件计算风阻与阶数有关，阶数越高数值就越真实越稳定，因此我们在100阶取值。
图3(b)静压系数
3.4确定车身材料
根据经验积累和参数对比，我们选出最适合制作节能车车身的材料———碳纤维。碳纤维作为21世纪最高端的新型可塑性材料官费的应用在航空航天以及新能源领域，下面就对碳纤维材料进行全方面分析。
碳纤维的特性
碳纤维是高级复合材料的增强材料，具有轻质、高强、高模、耐化学腐蚀、热膨胀系数小等一系列优点，归纳如下:
(1)轻质、高强度、高模量
碳纤维的密度是1.6-2.5g/cm 3，碳纤维拉伸强度在2.2GPa 以上。因此，具有高的比强度和比模量，它比绝大多数金属的比强度高7倍
以上，比模量为金属的5倍以上。由于这个优点，其复合材料可广泛应用于航空航天、汽车工业、运动器材等。
(2)热膨胀系数小
绝大多数碳纤维本身的热膨胀系数，室内为负数(-0.5~-1.6)×10-6/K，在200~400℃时为零，在小于1000℃时为1.5×10-6/K。由它制成的复合材料膨胀系数自然比较稳定，可作为标准衡器具。
(3)导热性好
通常无机和有机材料的导热性均较差，但碳纤维的导热性接近于钢铁。利用这一优点可作为太阳能集热器材料、传热均匀的导热壳体材料。
(4)耐化学腐蚀性好
从碳纤维的成分可以看出，它几乎是纯碳，而碳又是最稳定的元素之一。它除对强氧化酸以外，对酸、碱和有机化学药品都很稳定，可以制成各种各样的化学防腐制品。我国已从事这方面的应用研究，随着今后碳纤维的价格不断降低，其应用范围会越来越广。
(5)耐磨性好
碳纤维与金属对磨时，很少磨损，用碳纤维来取代石棉制成高级的摩檫材料，已作为飞机和汽车的刹车片材料。
(6)耐高温性能好
碳纤维在400℃以下性能非常稳定，甚至在1000℃时仍无太大变化。复合材料耐高温性能主要取决于基体的耐热性，树脂基复合材料其长期耐热性只达300℃左右，陶瓷基、碳基和金属基的复合材料耐高温性能可与碳纤维本身匹配。因此碳纤维复合材料作为耐高温材料广泛用于航空航天工业。
(7)突出的阻尼与优良的透声纳
利用这二种特点可作为潜艇的结构材料，如潜艇的声纳导流罩等。
(8)高X 射线透射率
发挥此特点已经在医疗器材中得到应用。(9)疲劳强度高
碳纤维的结构稳定，制成的复合材料，经应力疲劳数百万次的循环试验后，其强度保留率仍有60%，而钢材为40%，铝材为30%，而玻璃钢则只有20%-25%.因此设计制品所取的安全系数，碳纤维复合材料为最低。3.5制作模型
我们的车身要保证外形尺寸的一致性，因此对模型的要求非常苛刻，在做模型之前一定要确定拔模角度。首先要用石膏制作出和所建模型一直的石膏凸模，再在凸模的基础上用玻璃纤维做出凹模。
图4制作完成的凸模图5制作完成的凹模
模型的好坏直接影响到车身的成败，如果模型制作不仔细，那么整个车身的制作都会前功尽弃。3.6车身制作
当凹模做完之后，模型制作就基本完成了，接下来就是制作碳纤维车身了。
首先要在模型上均匀的涂抹一层脱模剂，然后把碳纤维布扑在模型上，接着涂刷或浇注调好比例的环氧树脂(树脂与固化剂的质量比例为100:30)，然后将制作好的真空袋密封在凹模上，注意一定要密封，排好真空管连接真空泵，最后打开真空泵电源进行“抽脂”行动，待树脂半固化状态就可以关掉电源静等20小时后就可以脱模了，脱模后再进行修整，车身雏形就完成了。3.7
开窗
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界(上接第113页)全站仪平距方位校核立柱的方法简单方便快捷，一人操作即可，可以和本标段其他部位同时进行测量作业且经验证校核精确度完全满足规范要求，不仅解决立柱施工过程中垂直度调节一大难题，更有效的排除了高大跨现浇梁施工过程中的重大安全隐患，利用钢管柱和贝雷片做现浇支架，安全可靠，施工质量能得到充分保证，施工速度快，大大减少了人员和支架的投入，经济效益明显，有效的保证了施工进度的顺利推进，为本标段创造的间接价值不可估量。
[1]崔昌洪，韦健江.钢管贝雷梁柱式支架在高墩大跨现浇箱梁施工中的运用[J].公路,2005(10).
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[责任编辑：孙珊珊]
节能车内部空间较小，视野对于车手非常重要，可以说车窗是为车手量身定制的，确定其大小的时候要车身坐在车里，满足车手的最大视野画出边界，然后进行优化。3.8喷漆
喷漆是画龙点睛的一步，吸不吸引眼球就看喷漆了，车身的脸面全由这一步体现。
图6最后阶段效果图
4展望
我希望在技术条件允许的情况下将车身做成单体壳式，车身和车架一体，这样就避免了配合误差的问题，还可以将上车身做成“剪刀门”的形式，让车手能自己轻松进出。
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[责任编辑：汤静]
(上接第120页)力留活动空间，建议使用紧线钳和辅助安全绳配合使用，每次动车前要检查加固三角木和加固绳索(三角木用扒钉钉牢固)。
4.4T 型梁预制吊环要冷弯，并一次到位
4.5吊车伸腿着力位置的支撑墩要搭设稳定牢固。如在桥台墩上，要搭设钢管架，钢管架支墩必须相互联结固定，使用枕木垛在路肩上搭设支墩时，顺线路方向的尽量使用长枕木，短枕木头长度不得少于0.8米，枕木间用扒钉和木楔子加固，确保伸腿着力稳定。支撑墩搭设的位置要充分考虑到吊车伸腿间距和纵向间距。
4.6加强与车务、供电、电务等相关部门、单位的联系，团结协作，密切配合是按时完成任务的关键。棚洞基础、立柱在施工中受接触网线、
电杆及其他通信电杆、电缆的影响，及时与相关管理单位联系配合，以免造成停工、延误工期。
4.7做好应急预案措施，防止机械故障的发生
5结束语
综上所述，在施工计划紧张，施工任务及施工工期紧的情况下，按方法三施工，预计每个棚洞施工可控制在2至3个月，从基础施工到T 型梁吊装的施工过程中大大提高工效，减少施工慢行对列车正常运行的干扰。
[责任编辑：曹明明]
(上接第127页)教师心理负担过重。最后，学校要设立合理的考核体系，给教师相对宽松的环境。通过多方努力，缓解教师压力，使师德水平得到提高。
第二，建立健全监督管理机制，健全立法规范。实施教师资格证定期审查制度，依照师德标准、国家有关法律、法规，加大对教师资格监督的力度，对不符合师德标准的教师做出严肃的出来，建立健全师德
考核一票否决制，提高考核标准，并在教师资格定期注册、职务(职称)评审、岗位聘用、评优奖励和特级教师评选等环节实行一票否决。4.2高校层面
师范院校应该为用人单位和社会培养师德高尚的教师资源，提高培养水平，严把新教师师德素质培养关。一方面，改进完善现有的培养方案，从而引导师范生正确培养师德，真正培养出有知识有能力有素养有高尚师德的未来教师；另一方面，要建立健全与用人单位的联系机制，关注教师的师德践行情况，并根据实际情况及时对师范生的师德培养方案作出调整。
4.3教师和在校师范生层面
教师应该良好控制个人的负面情绪
，学会自我解压。同时应该用
正确的态度看待外界压力，培养善于调控自我心理的能力，重视对师德的自我培养与提升，增强自己的社会责任感和历史使命感。同时严格抵制不良价值观影响，树立正确的价值观。
5结语
“
十年树木，百年树人。”师德建设是教育的根本，特别在新形势下，教育有了新的变化，而师德却出现了种种问题，这就更需要我们重视师德问题，以恰当的措施去解决师德问题，共同撑起明天的希望。
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[3]中华人民共和国国家教委人事司，编
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[责任编辑：薛俊歌]
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