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大学生方程式赛车悬架系统设计

时间：2022-06-26 21:19:13 数据库操作系统我要投稿

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大学生方程式赛车悬架系统设计

　　一、课题研究意义

大学生方程式赛车悬架系统设计

　　中国大学生方程式汽车大赛（简称FSAE），在2010年开始举办，至2012年已举办三届，大赛目的是为了提高大学生汽车设计与团队协作等能力，而华南农业大学2012年才组队设计赛车，现在还没有派队参加比赛，本文初步探讨SAE赛车悬架设计的方案，为日后华南农业大学参赛打下基础。

　　本课题的重点和难点

　　1、根据整车的布置对FSAE赛车悬架的结构形式进行的选择。 2、对前后悬架的主要参数和导向机构进行初步的设计。 3、用Catia或Proe建立悬架三维实体模型。

　　4、在Adams/car中建立该悬架的虚拟样机模型，进行仿真，分析其运动学性能（包括得到车轮主要定位参数与轮距的变化情况）。

　　5、悬架设计方案确定后的优化改良。优化的方案一：用ADAMS/Insight进行优化，以车轮的定位参数（前束、外倾、主销内倾、后倾）优化目标，以上下横臂与车架的铰接点为设计变量进行优化。优化的方案二：轻量化，使用Ansys软件进行模拟悬架工作状况，进行受力分析，强度校核，优化个部件结构，受力情况。

　　二、课题研究方法

　　1、查阅FSAE悬架的设计。

　　2、运用Pro/E或者Catia进行零件设计和仿真建模，设计出悬架的雏形。 3、在Adams/car中建立该悬架的虚拟样机模型，进行仿真，分析其运动学性能。 4、用ADAMS/Insight进行优化，改善操纵稳定性。

　　5、使用Ansys软件进行模拟悬架工作状况，进行受力分析，优化个部件结构及轻量化。

　　三、课题的技术设计路线

　　悬架设计流程如下：

　　（1）首先要确定赛车主要框架参数，包括：外形尺寸、重量、发动机马力等等。

　　（2）确定悬架系统类型，一般都会选用双横臂式，主要是决定选用拉杆还是推杆。

　　（3）确定赛车的偏频和赛车前后偏频比。

　　（4）估计簧上质量和簧下质量的四个车轮独立负重。

　　（5）根据上面几个参数推算出赛车的悬架刚度和弹簧的弹性系数。

　　（6）推算出赛车在没有安装防侧倾杆之前的悬架刚度初值，并计算车轮在最大负重情况下的轮胎变形。

　　（7）计算没安装防侧倾杆时赛车的横向负载转移分布（Lateral Load Transfer Distribution, LLTD）。

　　（8）根据上面计算数值，选择防侧倾杆以获得预想的侧倾刚度和 LLTD。（9）最后确定减振器阻尼率。

　　（10）上面计算和选型完成后，再重新对初值进行校核。

　　（11）运用Pro/E或者Catia进行零件设计和仿真建模，设计出悬架的雏形。（12）在Adams/car中建立该悬架的虚拟样机模型，进行仿真，分析其运动学性能，并用ADAMS/Insight进行优化分析。

　　（13）使用Ansys软件进行模拟悬架工作状况，进行受力分析，优化个部件结构及轻量化。

　　四、论文提纲

　　摘要

　　第一章绪论

　　1.1 FSAE赛事简介 1.2 FSAE悬架研究现状

　　1.3 论文主要研究内容及意义第二章 FSAE前后悬架设计

　　2.1悬架概述及设计流程 2.2悬架选型

　　2.2.1悬架分类及优劣分析 2.2.2确定悬架类型 2.3悬架参数设计2.3.1车轮定位参数2.3.2悬架几何2.3.3刚度计算2.3.4阻尼计算

　　2.3.4基本参数的确定 2.4零部件设计

　　第三章FSAE前后悬架运动学建模仿真分析及优化 3.1Adams/car及Adams/Insight概述 3.2FSAE前后悬架运动学建模

　　3.3FSAE前后悬架仿真分析 3.4FSAE前后悬架优化

　　第四章FSAE前后悬架有限元分析及优化

　　4.1FSAE赛车悬架关键部件静力学分析

　　4.2 FSAE赛车悬架关键部件结构强度仿真分析

　　4.3轻量化方法

　　五、参考文献

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