33 - FSAE赛车悬架设计
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
悬架及其簧上质量组成的振动系统的固有频率是影响汽车 行驶平顺性的主要参数之一[3]。
根据比赛规则限定,悬架在坐有车手的情况下可以分别抬起和压下 25.4mm。故设计悬架静挠度 fc1 = 30mm , fc2 = 30mm ,则前后悬架偏频 n1 = 2.876Hz , n2 = 2.876Hz 。此数值适用于较小负升力的 赛车,符合 FSAE 赛车使用要求。
FSAE 赛车悬架设计
袁振(1),尹伟奇(2),刘爽(1) 1.清华大学汽车工程系,2.清华大学物理系
【摘要】本文的目的是完成对清华大学 FSAE 车队 2010 年赛车的悬架设计,为车队以后的工作留下 一份设计和分析思路。首先结合规则要求,确定赛车的偏频,进而计算出包括悬架刚度在内的有关参数, 为更进一步的计算打下基础。之后分析了车轮定位参数对赛车性能的影响,明确了赛车悬架设计的有关基 本原则。通过 ADAMS 软件完成了前悬架的参数模型,并结合整车设计参数,进行仿真分析。利用 ADAMS 软件的优化功能,对悬架参数进行优化。 【关键词】FSAE,悬架设计,CATIA,ADAMS
3 悬架建模与仿真
悬架建模的目的是为了验证已有悬架参数的合理性,针对不够理想的参数进行优化,提高悬架 性能。
3.1 悬架建模
FSAE 双横臂式前悬架的结构如图 1 所示,建立此仿真模型所需的几何定位参数(硬点坐标)通过 参考美国 MPI 大学 2002 年 FSAE 赛车模型参数,力学特性参数(刚度、阻尼等特性)通过选用合适的 模板获得。在建模时抽象出上摆臂、下摆臂、主销、转向节、轮轴等刚体。主销、转向节、轮轴为 一体,上、下摆臂与主销以球铰联接,与副车架以衬套联接,转向节与转向拉杆以万向节铰接联接。
1 =1−1 Kl c1 ct
可求得 Kl = 69.6N / mm,对于一侧悬架 Kl ' = 34.8N / mm 进而可求出减震器弹簧刚度。 悬架的侧倾角刚度
Kφ
=
1 2
cl
' B2
=
1 2
× 34.8×103
×1.3302
=
8343Nm
/
rad
这仅仅是在侧倾角较小时成立,实际上由于悬架杆系铰接点并非刚体,实际的侧倾角刚度要小 一些。
Abstract: Tsinghua University FSAE program currently has no rigorous method for designing and analyzing the student-made racecars. This paper is to complete the suspension and to leave them not only a design but an idea of how to design. In suspension design process, I referred the general process. For the first, I combined regulatory requirements and determined the free frequency of the car. And then, I calculated a number of parameters, laying the foundation for the further calculation. For the next, I made it out how wheel alignment parameters will influence the performance of the car, and figured out some basic principles. I completed the parameter model of the front suspension with ADAMS. After that, I started to simulations. But results were not so satisfied. By using ADAMS Insight.,I got a set of ideal results with which the changes of wheel alignment parameters was within the range of experience.
Key words: FSAE, Suspension design, CATIA, ADAMS
1 悬架设计的要求
一般汽车悬架设计要求保证汽车具有良好的行驶平顺性,故悬架的固有频率应较低,普通乘用 车偏频为 0.5-1.5Hz。对于赛车而言,舒适性则显得不是那重要,所以赛车悬架的偏频要高一些,具 有适中负升力的赛车偏频为 1.5-2Hz,具有高负升力的赛车,悬架的偏频为 3-5Hz[1]。
以车轮外倾变化规律为例:要求在轮跳过程中外倾角在车轮上跳时向减小的方向变化, -2 ± 0.5°/50mm 较为适宜,在下落时朝正值方向变化,变化幅度要尽可能的小。从图 2 可知:前外倾
角在轮跳过程变化范围为-2.1° �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
根据比赛规则限定,悬架在坐有车手的情况下可以分别抬起和压下 25.4mm。故设计悬架静挠度 fc1 = 30mm , fc2 = 30mm ,则前后悬架偏频 n1 = 2.876Hz , n2 = 2.876Hz 。此数值适用于较小负升力的 赛车,符合 FSAE 赛车使用要求。
FSAE 赛车悬架设计
袁振(1),尹伟奇(2),刘爽(1) 1.清华大学汽车工程系,2.清华大学物理系
【摘要】本文的目的是完成对清华大学 FSAE 车队 2010 年赛车的悬架设计,为车队以后的工作留下 一份设计和分析思路。首先结合规则要求,确定赛车的偏频,进而计算出包括悬架刚度在内的有关参数, 为更进一步的计算打下基础。之后分析了车轮定位参数对赛车性能的影响,明确了赛车悬架设计的有关基 本原则。通过 ADAMS 软件完成了前悬架的参数模型,并结合整车设计参数,进行仿真分析。利用 ADAMS 软件的优化功能,对悬架参数进行优化。 【关键词】FSAE,悬架设计,CATIA,ADAMS
3 悬架建模与仿真
悬架建模的目的是为了验证已有悬架参数的合理性,针对不够理想的参数进行优化,提高悬架 性能。
3.1 悬架建模
FSAE 双横臂式前悬架的结构如图 1 所示,建立此仿真模型所需的几何定位参数(硬点坐标)通过 参考美国 MPI 大学 2002 年 FSAE 赛车模型参数,力学特性参数(刚度、阻尼等特性)通过选用合适的 模板获得。在建模时抽象出上摆臂、下摆臂、主销、转向节、轮轴等刚体。主销、转向节、轮轴为 一体,上、下摆臂与主销以球铰联接,与副车架以衬套联接,转向节与转向拉杆以万向节铰接联接。
1 =1−1 Kl c1 ct
可求得 Kl = 69.6N / mm,对于一侧悬架 Kl ' = 34.8N / mm 进而可求出减震器弹簧刚度。 悬架的侧倾角刚度
Kφ
=
1 2
cl
' B2
=
1 2
× 34.8×103
×1.3302
=
8343Nm
/
rad
这仅仅是在侧倾角较小时成立,实际上由于悬架杆系铰接点并非刚体,实际的侧倾角刚度要小 一些。
Abstract: Tsinghua University FSAE program currently has no rigorous method for designing and analyzing the student-made racecars. This paper is to complete the suspension and to leave them not only a design but an idea of how to design. In suspension design process, I referred the general process. For the first, I combined regulatory requirements and determined the free frequency of the car. And then, I calculated a number of parameters, laying the foundation for the further calculation. For the next, I made it out how wheel alignment parameters will influence the performance of the car, and figured out some basic principles. I completed the parameter model of the front suspension with ADAMS. After that, I started to simulations. But results were not so satisfied. By using ADAMS Insight.,I got a set of ideal results with which the changes of wheel alignment parameters was within the range of experience.
Key words: FSAE, Suspension design, CATIA, ADAMS
1 悬架设计的要求
一般汽车悬架设计要求保证汽车具有良好的行驶平顺性,故悬架的固有频率应较低,普通乘用 车偏频为 0.5-1.5Hz。对于赛车而言,舒适性则显得不是那重要,所以赛车悬架的偏频要高一些,具 有适中负升力的赛车偏频为 1.5-2Hz,具有高负升力的赛车,悬架的偏频为 3-5Hz[1]。
以车轮外倾变化规律为例:要求在轮跳过程中外倾角在车轮上跳时向减小的方向变化, -2 ± 0.5°/50mm 较为适宜,在下落时朝正值方向变化,变化幅度要尽可能的小。从图 2 可知:前外倾
角在轮跳过程变化范围为-2.1° �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������