FSAE悬架开题报告

开题报告

课题名称：大学生方程式赛车悬架系统设计

一、课题研究意义

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

结论

参考文献

五、计划进度

六、参考文献

[1]. 吴健瑜, 大学生方程式赛车悬架设计及优化研究.华南理工大学, 2011(05).

[2]. 李金三, 大学生方程式赛车总布置设计及优化. 华南理工大学, 2011(05).

[3]. 李嫚, FSAE赛车悬架的优化设计及分析. 哈尔滨工业大学, 2011(06).

[4]. 张武, FSAE赛车操纵稳定性的仿真研究. 湖南大学, 2008(05).

[5]. 刘美燕, FSAE赛车悬架仿真分析及操纵稳定性虚拟试验. 湖南大学, 2008(04).

[6]. 柴天, FSAE赛车整车性能分析与研究.湖南大学, 2009(10).

[7]. 蔡章林, 动力学仿真技术在悬架和整车开发中的应用研究. 吉林学,2004(05).

[8]. 于海峰, 基于ADAMS/Car的悬架系统对操纵稳定性影响的仿真试验研究. 大连理工大学, 2007(06).

[9]. 饶剑, 基于ADMAs的悬架系统动力学仿真分析与优化设计. 武汉理工大学, 2005(10).

[10].王晓莲,基于ADAMS和MATLAB的汽车主动悬架联合仿真研究. 吉林大学, 2009(04).

[11].王淑芳, 基于CATIA的汽车悬架动态仿真. 重庆交通大学, 2007(06).

[12].刘伟忠, 基于虚拟样机技术的某车悬架K&C特性仿真分析及硬点优化.吉林大学, 2009(04).

[13].牛礼民等, FSAE赛车悬架系统结构设计. 汽车工程师, 2012 (09).

[14].王会超，龚国庆，王国权, FSAE 赛车双叉臂悬架的优化设计. 北京信息科技大学学报, 2011(12).

[15].蒋永深,FSAE赛车双横臂前悬架强度校核. 汽车与配件, 2012(01).

[16].倪俊，徐彬, FSAE赛车双横臂前悬架运动学仿真及优化. 车辆与动力技术, 2011(06).

[17].吴健瑜，罗玉涛，黄向东, FSAE赛车双横臂悬架优化设计. 机械设计与制造, 2011(10).

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