人人文庫(kù)網(wǎng) > 圖紙下載 > UGS三維 > “夢(mèng)想4.0號(hào)”賽車行駛系設(shè)計(jì)（含UG三維圖）

中北大學(xué)“夢(mèng)想4.0號(hào)”賽車行駛系設(shè)計(jì).pdf

“夢(mèng)想4.0號(hào)”賽車行駛系設(shè)計(jì)（含UG三維圖）

資源目錄

“夢(mèng)想4.0號(hào)”賽車行駛系設(shè)計(jì)（含UG三維圖）.rar

開(kāi)題報(bào)告.pdf---(點(diǎn)擊預(yù)覽)

外文翻譯.pdf---(點(diǎn)擊預(yù)覽)

外文原文.pdf---(點(diǎn)擊預(yù)覽)

任務(wù)書：中北大學(xué)“夢(mèng)想4.0號(hào)”賽車行駛系設(shè)計(jì).pdf---(點(diǎn)擊預(yù)覽)

中期報(bào)告.pdf---(點(diǎn)擊預(yù)覽)

中北大學(xué)“夢(mèng)想4.0號(hào)”賽車行駛系設(shè)計(jì).pptx---(點(diǎn)擊預(yù)覽)

中北大學(xué)“夢(mèng)想4.0號(hào)”賽車行駛系設(shè)計(jì).pdf---(點(diǎn)擊預(yù)覽)

bishezongzhuang.stp

壓縮包內(nèi)文檔預(yù)覽：(預(yù)覽前20頁(yè)/共72頁(yè))

編號(hào)：6821929 類型：共享資源大?。?span id="rn1oh4b" class="font-tahoma">17.08MB 格式：RAR 上傳時(shí)間：2017-12-30 上傳人：優(yōu)*** IP屬地：廣西

85
積分

舉報(bào)

版權(quán)申訴 word格式文檔無(wú)特別注明外均可編輯修改；預(yù)覽文檔經(jīng)過(guò)壓縮，下載后原文更清晰！ 立即下載

關(guān) 鍵詞：: 夢(mèng)想賽車行駛設(shè)計(jì) ug 三維

資源描述：

摘要
隨著2010 年我國(guó)開(kāi)始舉辦大學(xué)生方程式賽車比賽以來(lái)，越來(lái)越多的高校開(kāi)始了對(duì)
FSAE 賽車的研究、制造與調(diào)試。到2017 年，我國(guó)大學(xué)生方程式汽車大賽由剛開(kāi)始的20
多支車隊(duì)發(fā)展到了80 多支。為了我校行知車隊(duì)在2017 年10 月襄陽(yáng)舉辦的第八屆中國(guó)
大學(xué)生方程式汽車大賽中取得優(yōu)異的成績(jī)，本文對(duì)新一季的“夢(mèng)想4.0 號(hào)”賽車的行駛
系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)與優(yōu)化。根據(jù)2017 年方程式大賽規(guī)則，結(jié)合以往設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)“夢(mèng)想4.0 號(hào)”賽車懸架和
車架進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。在懸架方面，對(duì)懸架類型進(jìn)行了選型，選定車輪定位參數(shù)以進(jìn)行了
懸架幾何設(shè)計(jì)和剛度與阻尼的計(jì)算。在車架方面，基于人機(jī)工程學(xué)和賽車總布置要求，
對(duì)車架進(jìn)行了設(shè)計(jì)。然后利用CATIA 軟件對(duì)懸架總成和車架進(jìn)行了三維建模。利用
ADAMS/Car 對(duì)車輪定位參數(shù)以及側(cè)傾中心高度進(jìn)行了仿真，分析各參數(shù)隨輪跳的變化規(guī)
律，找出其不合理的性能參數(shù)，用ADAMS/insight 對(duì)其進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化。并用ADAMS/Car
對(duì)車輪中心剛度、乘適剛度、側(cè)傾剛度和傳動(dòng)比進(jìn)行仿真，仿真結(jié)果和理論設(shè)計(jì)計(jì)算進(jìn)
行對(duì)比，驗(yàn)證理論計(jì)算的正確性。用ANSYS 軟件對(duì)懸架關(guān)鍵零部件搖臂進(jìn)行了有限元仿
真分析，驗(yàn)證其強(qiáng)度是否符合要求。對(duì)于車架的分析，本文用ANSYS 對(duì)車架進(jìn)行多種工
況下的強(qiáng)度分析，以及進(jìn)行了扭轉(zhuǎn)剛度、彎曲剛度的仿真分析與計(jì)算，結(jié)果表明“夢(mèng)想
4.0 號(hào)”賽車車架符合強(qiáng)度與剛度要求

目錄.jpg

目錄1.jpg

正文內(nèi)容1.jpg

正文內(nèi)容2.jpg

正文內(nèi)容3.jpg

正文內(nèi)容4.jpg

正文內(nèi)容5.jpg

正文內(nèi)容6.jpg

正文內(nèi)容7.jpg

正文內(nèi)容8.jpg

資料總預(yù)覽.jpg

總裝配圖.jpg

內(nèi)容簡(jiǎn)介：: 設(shè)計(jì)說(shuō)明書中北大學(xué)“夢(mèng)想4.0號(hào)”賽車行駛系設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：學(xué)院：機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院專業(yè)：車輛工程指導(dǎo)教師：20年月中北大學(xué)“夢(mèng)想4.0號(hào)”賽車行駛系設(shè)計(jì)摘要隨著2010年我國(guó)開(kāi)始舉辦大學(xué)生方程式賽車比賽以來(lái)，越來(lái)越多的高校開(kāi)始了對(duì)FSAE賽車的研究、制造與調(diào)試。到2017年，我國(guó)大學(xué)生方程式汽車大賽由剛開(kāi)始的20多支車隊(duì)發(fā)展到了80多支。為了我校行知車隊(duì)在2017年10月襄陽(yáng)舉辦的第八屆中國(guó)大學(xué)生方程式汽車大賽中取得優(yōu)異的成績(jī)，本文對(duì)新一季的“夢(mèng)想4.0號(hào)”賽車的行駛系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)與優(yōu)化。根據(jù)2017年方程式大賽規(guī)則，結(jié)合以往設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)“夢(mèng)想4.0號(hào)”賽車懸架和車架進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。在懸架方面，對(duì)懸架類型進(jìn)行了選型，選定車輪定位參數(shù)以進(jìn)行了懸架幾何設(shè)計(jì)和剛度與阻尼的計(jì)算。在車架方面，基于人機(jī)工程學(xué)和賽車總布置要求，對(duì)車架進(jìn)行了設(shè)計(jì)。然后利用CATIA軟件對(duì)懸架總成和車架進(jìn)行了三維建模。利用ADAMS/Car對(duì)車輪定位參數(shù)以及側(cè)傾中心高度進(jìn)行了仿真，分析各參數(shù)隨輪跳的變化規(guī)律，找出其不合理的性能參數(shù)，用ADAMS/insight對(duì)其進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化。并用ADAMS/Car對(duì)車輪中心剛度、乘適剛度、側(cè)傾剛度和傳動(dòng)比進(jìn)行仿真，仿真結(jié)果和理論設(shè)計(jì)計(jì)算進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證理論計(jì)算的正確性。用ANSYS軟件對(duì)懸架關(guān)鍵零部件搖臂進(jìn)行了有限元仿真分析，驗(yàn)證其強(qiáng)度是否符合要求。對(duì)于車架的分析，本文用ANSYS對(duì)車架進(jìn)行多種工況下的強(qiáng)度分析，以及進(jìn)行了扭轉(zhuǎn)剛度、彎曲剛度的仿真分析與計(jì)算，結(jié)果表明“夢(mèng)想4.0號(hào)”賽車車架符合強(qiáng)度與剛度要求。關(guān)鍵詞：大學(xué)生方程式賽車，懸架系統(tǒng)，車架，仿真分析，有限元Designoftherunningsystemofdream4.0racingcaratNorthCentralUniversityabstractSince2010,ourcountrybegantoholdtheformularacingcompetition,moreandmorecollegesanduniversitiesbegantostudy,manufactureanddebugtheFSAEracingcar.By2017,ouruniversityformulaautomobilecompetitionhaddevelopedfrommorethan20teamsinthebeginningtomorethan80.nordertoachievetheexcellentresultsoftheeighthChinesecollegestudentsFormulaOnecarraceheldinXiangyanginOctober2017,thispaperdesignedandoptimizedthedrivingsystemoftheDream4.0racingcarinthenewseason.Accordingtotheformulacompetitionrulesof2017,combinedwiththepastdesignexperience,thedesignandcalculationofthesuspensionandframeofdreamNo.4racingcarwerecarriedout.Intheaspectofsuspension,thetypeofsuspensionisselected,andtheparametersofwheelalignmentareselectedtodothegeometricdesignofsuspensionandthecalculationofstiffnessanddamping.Intheframe,basedontheergonomicsandthegenerallayoutrequirementsofthecar,theframewasdesigned,andthenthe3DmodelingofthesuspensionassemblyandtheframewascarriedoutbyusingCATIAsoftware.ThewheelalignmentparametersandtherollcenterheightaresimulatedbyusingADAMS/Car.Thechangerulesofeachparameterwithwheeljumpareanalyzed,andtheunreasonableperformanceparametersarefound.Themulti-objectiveoptimizationiscarriedoutbyusingADAMS/insight.TheADAMS/Carisusedtosimulatethewheelcenterstiffness,ridestiffness,rollstiffnessandtransmissionratio.Thesimulationresultsarecomparedwiththetheoreticaldesigncalculationstoverifythecorrectnessofthetheoreticalcalculation.ThefiniteelementsimulationanalysisoftherockerarmofthekeypartsofsuspensioniscarriedoutbyusingANSYSsoftwaretoverifywhetherthestrengthmeetstherequirements.Fortheanalysisoftheframe,thispaperusedANSYStoanalyzethestrengthoftheframeundervariousconditions,andthetorsionstiffness,bendingstiffnesscalculationandsimulationanalysis,resultsshowthatthedream4carframewithstrengthandstiffnessrequirements.Keywords：FSAEracing，SuspensionSystem，F(xiàn)rame，Simulationanalysis，F(xiàn)initeelementI目錄1、緒論.11.1課題研究背景.11.2FSAE賽車行駛系國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀.31.2.1FSAE賽車行駛系國(guó)外研究現(xiàn)狀.31.2.2FSAE賽車行駛系國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀.41.3課題研究的內(nèi)容及目的.52、“夢(mèng)想4.0號(hào)”賽車前后懸架設(shè)計(jì).72.12017中國(guó)大學(xué)生方程式大賽規(guī)則對(duì)懸架系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求.72.2“夢(mèng)想4.0號(hào)”賽車賽車輪胎、輪輞的選型以及減震器選擇.72.3“夢(mèng)想4.0號(hào)”賽車懸架系統(tǒng)的選型.92.4“夢(mèng)想4.0號(hào)”賽車懸架參數(shù)與設(shè)計(jì).102.4.1車輪定位參數(shù)的選定.102.4.2“夢(mèng)想4.0號(hào)”賽車懸架幾何設(shè)計(jì).132.4.3懸架剛度與阻尼的計(jì)算.172.5懸架關(guān)鍵零部件設(shè)計(jì).243、“夢(mèng)想4.0號(hào)”賽車車架設(shè)計(jì).293.1FSAE賽車車架介紹.293.2車架材料選擇.303.3車架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).313.4車架有限元分析.343.4.1車架不同工況強(qiáng)度分析.343.4.2車架剛度仿真分析.384、“夢(mèng)想4.0號(hào)”賽車懸架仿真.414.1車輛動(dòng)力學(xué)介紹.414.2FSAE建模介紹.414.3“夢(mèng)想4.0號(hào)”賽車前懸建模及仿真分析.414.3.1前懸建模.41II4.3.2前懸運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析.434.4“夢(mèng)想4.0號(hào)”賽車后懸建模與仿真.504.4.1后懸建模.504.4.2后懸運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析.525、2016參賽紀(jì)實(shí).576、總結(jié)與展望.596.1總結(jié).596.2展望.59附錄.61參考文獻(xiàn).64致謝.66第1頁(yè)共66頁(yè)1、緒論1.1課題研究背景FSAE（FormulaSocietyofAutomotiveEngineers）方程式汽車大賽最早起源于1978年，那時(shí)美國(guó)舉行了一個(gè)叫迷你印地（MiniIndy）的小型方程式賽車比賽。我國(guó)也于2010年在上海成功舉辦了首屆中國(guó)大學(xué)生方程式汽車大賽（FSAE），到現(xiàn)在已經(jīng)成功舉辦了7屆，我國(guó)高校80多個(gè)車隊(duì)加入了這個(gè)行列。這項(xiàng)比賽是各國(guó)汽車工程師協(xié)會(huì)為了挑戰(zhàn)在校大學(xué)生或研究生賽車團(tuán)隊(duì)在小型休閑賽車方面的設(shè)計(jì)、加工、制造及創(chuàng)新能力而發(fā)起的一場(chǎng)賽事。大賽要求各個(gè)高校車隊(duì)在12個(gè)月內(nèi)自行設(shè)計(jì)和制造出一輛在加速、制動(dòng)和操控性能以及耐久和燃油經(jīng)濟(jì)性等各個(gè)方面都能表現(xiàn)優(yōu)異的小型單座休閑的方程式賽車。這項(xiàng)比賽到現(xiàn)在為止已經(jīng)有30多年的歷史了，其中德國(guó)、英國(guó)、澳大利亞、日本、巴西、意大利和中國(guó)等國(guó)家在美國(guó)舉辦之后相繼加入了這一賽事?，F(xiàn)在，F(xiàn)SAE發(fā)展迅速，在賽車設(shè)計(jì)方面越來(lái)越多的創(chuàng)新理念融入了里面，在制造方面也越來(lái)越精細(xì)。這項(xiàng)賽事給在校大學(xué)生提供了一個(gè)創(chuàng)新和實(shí)踐的機(jī)會(huì)，為汽車行業(yè)培養(yǎng)了大量的具有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)、非凡的創(chuàng)新能力、高超的工程實(shí)踐能力的年輕工程師。在一年的時(shí)間里，參賽團(tuán)隊(duì)要做好設(shè)計(jì)和加工方面的時(shí)間節(jié)點(diǎn)安排，在設(shè)計(jì)的時(shí)候也要考慮成本以及加工費(fèi)，根據(jù)自己車隊(duì)的實(shí)際情況做好預(yù)算（包括設(shè)備、材料等），這也給學(xué)生提供了一個(gè)團(tuán)隊(duì)工作的機(jī)會(huì)。中北大學(xué)行知車隊(duì)也于2014年開(kāi)始參加這個(gè)比賽，2017年將會(huì)參加中國(guó)第八屆大學(xué)生方程式汽車大賽。2014年和2015年，行知車隊(duì)在靜態(tài)賽的成本報(bào)告項(xiàng)目中分別獲得了第四和第五名的好成績(jī)，2015年還獲得了“優(yōu)勝獎(jiǎng)”。2016年，“夢(mèng)想3.0號(hào)”賽車成功跑完耐久，是行知車隊(duì)參加比賽以來(lái)第一次完賽，最后獲得了總成績(jī)“三等獎(jiǎng)”的好成績(jī)。經(jīng)過(guò)三屆的比賽，現(xiàn)在行知車隊(duì)在比賽技巧以及賽車設(shè)計(jì)制作方面也已經(jīng)積累了很多寶貴的經(jīng)驗(yàn)。圖1.1、圖1.2、圖1.3為中北大學(xué)行知車隊(duì)前三年已經(jīng)參賽的的FSAE賽車。第2頁(yè)共66頁(yè)圖1.1中北大學(xué)2014年參賽賽車圖1.2中北大學(xué)2015年參賽賽車圖1.3中北大學(xué)2016年參賽賽車比賽規(guī)則中，對(duì)賽車的總體設(shè)計(jì)做出以下要求：（1）賽車式樣：賽車必須車輪外露和座艙敞開(kāi)（方程式賽車式樣），并且四個(gè)車輪不能在一條直線上；（2）車身：除了駕駛艙必須開(kāi)口以外，從賽車最前端到主防滾架（或者防火墻）的這段空間里，不允許車身上有深入駕駛艙的開(kāi)口。允許在前懸架的零件處有微小的開(kāi)口。（3）軸距：賽車的軸距至少為1525mm（60英寸）。（4）輪距：賽車較小的輪距（前輪或后輪）必須不小于較大輪距的75%。（5）可視性：技術(shù)檢查表格上的所有條目必須在不借助工具（比如內(nèi)窺鏡或是鏡子）的情況下清楚地呈現(xiàn)給技術(shù)檢查官。呈示時(shí)可以通過(guò)拆卸或移動(dòng)車身板件來(lái)實(shí)現(xiàn)1。在評(píng)分方面，規(guī)則中專門提出了測(cè)評(píng)內(nèi)容。參賽車輛將在一系列的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)項(xiàng)目中進(jìn)行測(cè)評(píng)，包括：技術(shù)檢查、成本與制造分析、營(yíng)銷報(bào)告、賽車設(shè)計(jì)、單項(xiàng)性能測(cè)試和良好的賽道耐久性1。其中技術(shù)檢查不計(jì)分，但是在進(jìn)行動(dòng)態(tài)賽之前，賽車必須通過(guò)技術(shù)檢查，否則無(wú)法繼續(xù)比賽。各項(xiàng)分?jǐn)?shù)如表1.1所示第3頁(yè)共66頁(yè)表1.1各比賽項(xiàng)目及分值靜態(tài)項(xiàng)目分?jǐn)?shù)動(dòng)態(tài)項(xiàng)目分?jǐn)?shù)技術(shù)檢查不計(jì)分直線加速測(cè)試75成本與制造分析1008字繞環(huán)測(cè)試50營(yíng)銷報(bào)告75高速避障測(cè)試150賽車設(shè)計(jì)150效率測(cè)試100耐久測(cè)試300靜態(tài)項(xiàng)目總分325動(dòng)態(tài)項(xiàng)目總分675總分10001.2FSAE賽車行駛系國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1FSAE賽車行駛系國(guó)外研究現(xiàn)狀FSAE賽事發(fā)展到今，國(guó)內(nèi)外各個(gè)高校車隊(duì)對(duì)方程式賽車的研究也越來(lái)越深入。國(guó)外高校對(duì)FSAE賽車研究比較早，所以對(duì)于方程式賽車的零部件設(shè)計(jì)及優(yōu)化甚至加工制造更加豐富與成熟，在賽車行駛系方面技術(shù)積累相當(dāng)多。在懸架方面，例如，美國(guó)一所高校對(duì)大學(xué)生方程式所用的輪胎的特點(diǎn)和各項(xiàng)性能進(jìn)行對(duì)比研究，對(duì)于提高輪胎的各項(xiàng)使用性能有了一個(gè)相對(duì)全面的理論依據(jù)2；兩個(gè)美國(guó)工程師比較詳細(xì)地說(shuō)明了賽車各系統(tǒng)構(gòu)件的設(shè)計(jì)優(yōu)化和制造要點(diǎn)以及賽車各項(xiàng)性能的設(shè)計(jì)理論，目前，在FSAE圈子里，成為了經(jīng)典的設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)教材3。一個(gè)美國(guó)高校車隊(duì)設(shè)計(jì)懸架的整個(gè)過(guò)程，他們采用了拉桿式雙橫臂懸架，有效的降低了賽車的重心，在設(shè)計(jì)時(shí)采用了多種仿真和結(jié)構(gòu)分析軟件，分析了多種受載情況下各零部件的受力情況，為賽車其他模塊兒設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)4。文獻(xiàn)一個(gè)俄羅斯高校對(duì)于懸架幾何做了一個(gè)詳細(xì)的研究5。目前，世界各國(guó)車隊(duì)在車架方面的研究也累積了豐富的經(jīng)驗(yàn)，都利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)車架做了強(qiáng)度與剛度的分析與計(jì)算，而且計(jì)算機(jī)輔助軟件也越來(lái)越豐富?，F(xiàn)在，世界上普遍使用的CAE有限元仿真分析軟件有：HyperWorks、ANSYS、MSC.NASTRAN、MARC、PATRAN、ABAQUS、LS-DYNA、ADINA、ANSA等，這些軟件對(duì)于結(jié)構(gòu)力學(xué)分析和零部件優(yōu)化有很大作用。在汽車車架研究方面，國(guó)外CAE有限元分析技術(shù)的研究起步較早，CAE技術(shù)現(xiàn)己比較成熟。大學(xué)生方程式也將有限元分析作為設(shè)計(jì)中不可或缺的設(shè)計(jì)分析方第4頁(yè)共66頁(yè)法，有限元主要可以用于零部件的強(qiáng)度、剛度分析，以及疲勞耐久分析和性能分析。在FSAE賽車車架結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化方面，國(guó)外高校已經(jīng)普遍將其作為賽車設(shè)計(jì)的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)流程，并通過(guò)建立虛擬樣機(jī)來(lái)代替實(shí)車。因?yàn)閰⒓哟髮W(xué)生方程式賽車都是各高校精心手工打造，基本上一年一輛，不是量產(chǎn)車，我們不可能對(duì)其進(jìn)行大部分試驗(yàn)，所以通過(guò)建立虛擬樣機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這樣不僅提高了設(shè)計(jì)效率，縮短了開(kāi)發(fā)周期還降低了成本，這對(duì)于大學(xué)生來(lái)說(shuō)，是很重要的。一個(gè)國(guó)外車隊(duì)結(jié)合理論分析，講述了路面激勵(lì)對(duì)車架振動(dòng)的影響。對(duì)車架進(jìn)行扭轉(zhuǎn)、壓力剛度以及強(qiáng)度和對(duì)車架進(jìn)行模態(tài)分析，使其達(dá)到理想的輕量化6。德國(guó)斯圖加特大學(xué)詳細(xì)的對(duì)大學(xué)生方程式進(jìn)行CAE仿真分析，在輕量化方面做的非常好，而且賽車性能和加工工藝也較為突出7。1.2.2FSAE賽車行駛系國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀我們國(guó)內(nèi)各高校對(duì)FSAE賽車研究較晚，但也有幾所高校也有了自己獨(dú)特的研究成果，其發(fā)表的論文也國(guó)內(nèi)的經(jīng)典教材。湖南大學(xué)的張武利用ADAMS/Car對(duì)于賽車的操縱穩(wěn)定性進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)仿真8；湖南大學(xué)的柴天結(jié)合多年的FSAE賽車設(shè)計(jì)以及制造經(jīng)驗(yàn)，比較詳細(xì)的介紹了賽車各個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，并且對(duì)湖南大學(xué)3輛FSAE賽車用ADAMS/Car進(jìn)行了整車仿真，通過(guò)對(duì)3輛賽車輪胎特性、偏頻的對(duì)比分析，研究了其對(duì)整車性能的影響9。湖南大學(xué)劉美燕以2007年湖南大學(xué)方程式賽車為研究對(duì)象，利用ADAMS/Car對(duì)懸架和整車進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析，對(duì)操縱穩(wěn)定性做了詳細(xì)的介紹10。北京理工大學(xué)的倪俊等對(duì)方程式輪胎模型做了簡(jiǎn)要介紹，在建模過(guò)程以及輪胎使用技巧方面提供了很有用的建議，供國(guó)內(nèi)各個(gè)高校參考使用11。倪俊等人發(fā)表了多篇關(guān)于賽車各種外界條件下的賽車操縱穩(wěn)定性仿真分析，利用ADAMS/Car對(duì)賽車操縱穩(wěn)定性進(jìn)行了仿真，深入分析了有穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)、蛇形繞樁實(shí)驗(yàn)等12；倪俊等人考慮了空氣動(dòng)力學(xué)因素，使模型更加接近實(shí)際，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了進(jìn)行了穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)、轉(zhuǎn)向盤角階躍輸入實(shí)驗(yàn)、轉(zhuǎn)向輕便性實(shí)驗(yàn)及回正性試驗(yàn)13。利用ADAMS/Car建立了賽道模型，模擬了賽車行駛中遇到的典型側(cè)風(fēng)工況，分析了FSAE賽車遇到側(cè)風(fēng)時(shí)的穩(wěn)定性14。文哈工大的李嫚很詳細(xì)的介紹了他們學(xué)校參加比賽賽車的設(shè)計(jì)過(guò)程，利用ADAMS/Car對(duì)懸架和整車進(jìn)行仿真優(yōu)化，用ANSYS對(duì)FSAE賽車主要受力部件進(jìn)行有限元分析，從其應(yīng)力和應(yīng)變兩方面確定是否滿足結(jié)構(gòu)要求15。2013年哈工大范雪梅除了討論懸架設(shè)計(jì)方法和仿真分析方法以外，并且分析了碳纖維復(fù)合材料在懸架中的應(yīng)用，研究了碳纖維管和金屬膠粘的連接方法與工藝，并做了驗(yàn)證，為碳纖維復(fù)合材料在懸架上的應(yīng)用提供了有力的依據(jù)16。華南理工大第5頁(yè)共66頁(yè)學(xué)的吳建瑜很詳細(xì)的介紹了雙叉臂懸架的設(shè)計(jì)和剛度計(jì)算方法，成為了國(guó)內(nèi)FSAE賽車設(shè)計(jì)必備參考教材17。在車架方面，國(guó)內(nèi)高校也逐步應(yīng)用了有限元分析法，雖然沒(méi)有國(guó)外早期研究有限元法在FSAE賽車上應(yīng)用成熟，但經(jīng)過(guò)7個(gè)賽季的發(fā)展，國(guó)內(nèi)各高校也積累了很多經(jīng)驗(yàn)。北京理工大學(xué)在有限元分析這一塊兒，已經(jīng)達(dá)到了較高的水平，他們的FSAE賽車無(wú)論是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還是輕量化在國(guó)內(nèi)都是做的非常好的。特別他們從2015賽季開(kāi)始，黑鯊VI歷史性的首次使用單體殼承載式車身，替代了原有的鋼管桁架式車架，滿足整車輕量化和高扭轉(zhuǎn)剛度的要求。河北工業(yè)大學(xué)吳亮亮用HyperMesh對(duì)FSAE賽車車架進(jìn)行多種工況分析（靜態(tài)彎曲、扭轉(zhuǎn)、滿載加速、滿載轉(zhuǎn)彎、翻車），得到各種工況下的應(yīng)力和位移云圖，對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析。還用有限元軟件對(duì)車架模型進(jìn)行了模態(tài)分析，對(duì)實(shí)車車架進(jìn)行了模態(tài)實(shí)驗(yàn)，二者進(jìn)行了對(duì)比分析。文獻(xiàn)中還介紹了一種遠(yuǎn)程在線測(cè)試系統(tǒng)，在車架薄弱點(diǎn)安裝應(yīng)變片，檢測(cè)賽車車架在不同工況下應(yīng)力變化，為輕量化設(shè)計(jì)提供了可驗(yàn)證的數(shù)據(jù)18。南京理工大學(xué)倪曉菊利用ABAOUS對(duì)車架進(jìn)行不同工況（彎曲、激勵(lì)、扭轉(zhuǎn)、彎扭組合）的力學(xué)分析，計(jì)算車架的強(qiáng)度和剛度。為了防止共振，利用ABAOUS軟件對(duì)車架進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，主要是車架的模態(tài)分析，包括自由模態(tài)和約束模態(tài)的分析，并且根據(jù)分析結(jié)果提出結(jié)論,并用電阻式應(yīng)變儀對(duì)2015年比賽實(shí)車車架進(jìn)行靜力試驗(yàn)，把試驗(yàn)結(jié)果和有限元模型靜力分析結(jié)果進(jìn)行比較，驗(yàn)證模型的可靠性19。同濟(jì)大學(xué)余海燕等用了單體殼是一種新型結(jié)構(gòu)技術(shù)，車架和車身為一體代替了傳統(tǒng)鋼架結(jié)構(gòu)，比傳統(tǒng)鋼架車架車身質(zhì)量減少34%。文中用不同碳纖維和鋁蜂窩板作為車身主材對(duì)FSAE賽車進(jìn)行單體殼車身設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)比，選擇出了合適的碳纖維材料。并用有限元分析方法對(duì)單體殼車身進(jìn)行了優(yōu)化分析20。中北大學(xué)李越輝詳細(xì)介紹了ANSYS有限元分析在車架上的應(yīng)用，對(duì)車架進(jìn)行了五種極限工況下的強(qiáng)度分析、彎曲剛度及扭轉(zhuǎn)剛度分析、模態(tài)分析31。1.3課題研究的內(nèi)容及目的為了參加2017年10月中旬在襄陽(yáng)舉辦的第八屆中國(guó)大學(xué)生方程式汽車大賽，根據(jù)中國(guó)大學(xué)生方程式汽車大賽賽事規(guī)則和賽車制造標(biāo)準(zhǔn)要求，對(duì)中北大學(xué)“夢(mèng)想4.0號(hào)”賽車行駛系統(tǒng)進(jìn)行匹配計(jì)算分析，計(jì)算行駛系統(tǒng)及總成各部件的設(shè)計(jì)參數(shù)，完成行駛系統(tǒng)總成的設(shè)計(jì)及優(yōu)化。行駛系統(tǒng)包括車架、懸架、車輪、輪胎和車橋等，在FSAE方程式賽車設(shè)計(jì)上，我們不說(shuō)車橋，本文主要研究懸架和車架，并運(yùn)用多體動(dòng)力學(xué)軟件ADAMS和靜力學(xué)分析軟件ANSYS對(duì)懸架和車架進(jìn)行仿真分析。第6頁(yè)共66頁(yè)結(jié)合前三輛“夢(mèng)想號(hào)”的行駛系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及制造上的不足，并參考其他高校設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)，將“夢(mèng)想4.0號(hào)”賽車懸架和車架更好的匹配，分析懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的變化規(guī)律，為“夢(mèng)想4.0號(hào)”賽車的調(diào)試提供理論依據(jù)和確保賽車具有良好的操縱穩(wěn)定性和行駛平順性。方程式賽車設(shè)計(jì)是傾向于操縱穩(wěn)定性的，并不太多考慮舒適性。借助ANSYS軟件的輔助設(shè)計(jì)，在車架保持高扭轉(zhuǎn)剛度的同時(shí)，做到輕量化設(shè)計(jì)。懸架的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的要求主要集中在可靠性、調(diào)整簡(jiǎn)便性、結(jié)構(gòu)合理性、輕量化等方面。本文研究目的在于將依照機(jī)械設(shè)計(jì)的原則,在借鑒國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀賽車的設(shè)計(jì)與制造經(jīng)驗(yàn)的同時(shí),對(duì)中北大學(xué)行知車隊(duì)前三屆賽車的懸架機(jī)構(gòu)和車架的設(shè)計(jì)工作進(jìn)行總結(jié),繼承優(yōu)點(diǎn)并改進(jìn)不足,以求在2017年中國(guó)大學(xué)生方程式汽車大賽中的設(shè)計(jì)答辯環(huán)節(jié)和分值比重較大的動(dòng)態(tài)項(xiàng)目上取得優(yōu)異成績(jī)。第7頁(yè)共66頁(yè)2、“夢(mèng)想4.0號(hào)”賽車前后懸架設(shè)計(jì)懸架是車架與車輪之間一切傳力連接裝置的總稱，通常包括了彈性原件、減震器與導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，在賽車上一般還有防傾桿23。在進(jìn)行懸架的設(shè)計(jì)與計(jì)算之前，首先需要確定一些整車參數(shù)。根據(jù)整車結(jié)構(gòu)、尺寸和參數(shù)來(lái)設(shè)計(jì)懸架系統(tǒng)，并與車身車架系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相協(xié)調(diào)。本文設(shè)計(jì)的“夢(mèng)想4.0號(hào)”大學(xué)生方程式賽車整車參數(shù)如下：整備質(zhì)量（載人65kg）m：275kg簧上質(zhì)量（估計(jì)）sm：235kg單個(gè)輪邊質(zhì)量：10kg軸距l(xiāng)：1525mm前輪距fB：1200mm后輪距rB：1170mm軸荷比（估計(jì)）：45/55質(zhì)心高度：300mm質(zhì)心到前軸距離fl：849.75mm質(zhì)心到后軸距離rl:695.25mm最小離地間隙：35mm最小轉(zhuǎn)彎半徑：3500mm2.12017中國(guó)大學(xué)生方程式大賽規(guī)則對(duì)懸架系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求大賽規(guī)則對(duì)懸架要求如下1：1、賽車所有車輪必須安裝有功能完善的、帶有減震器的懸架。在有車手乘坐的情況下，輪胎的跳動(dòng)行程至少為50.8mm（2英寸），其中向上25.4mm（1英寸），向下25.4mm（1英寸）。如果賽車沒(méi)能表現(xiàn)出適合比賽的操控能力，或是沒(méi)有經(jīng)過(guò)認(rèn)真的設(shè)計(jì)，裁判有權(quán)取消賽車的參賽資格。2、在技術(shù)檢查中，懸架的所有的安裝點(diǎn)必須可以被呈示給裁判，無(wú)論是可以直接看到或是通過(guò)移除覆蓋件來(lái)實(shí)現(xiàn)。3、輪距與賽車質(zhì)心必須協(xié)調(diào)布置以保證足夠的側(cè)傾穩(wěn)定性。側(cè)傾穩(wěn)定性將通過(guò)傾斜實(shí)驗(yàn)臺(tái)測(cè)試來(lái)檢測(cè)。測(cè)試時(shí)，賽車必須能在傾斜臺(tái)側(cè)向傾斜60時(shí)，不發(fā)生側(cè)翻。相當(dāng)于賽車在承受1.7g的側(cè)向加速度時(shí)，不會(huì)發(fā)生側(cè)翻。2.2“夢(mèng)想4.0號(hào)”賽車賽車輪胎、輪輞的選型以及減震器選擇鑒于FSAE賽事中的動(dòng)態(tài)比賽是追求速度與操縱性的比賽，輪胎是賽車唯一接地的部分，因此輪胎的性能起到了關(guān)鍵性作用。依據(jù)FSAE賽事規(guī)則要求賽車輪胎直徑必須至少為203.2（8.0英寸）。目前國(guó)內(nèi)賽事尺寸大多為10英寸和13英寸，國(guó)外已經(jīng)有車對(duì)用了更小的8英寸輪胎了。FSAE賽事主流輪胎品牌為美國(guó)Hoosier輪胎、德國(guó)第8頁(yè)共66頁(yè)Continental輪胎、中國(guó)的佳通輪胎等。輪胎尺寸有10英寸和13英寸。賽車輪胎都為熱熔胎，胎質(zhì)較軟，升溫快，胎面很容易融化，然后可以牢牢粘附在地面上，能夠產(chǎn)生很強(qiáng)的抓地力。根據(jù)國(guó)內(nèi)外賽事的多年經(jīng)驗(yàn)篩選，專注于賽車輪胎的Hoosier品牌憑借其全面的尺寸型號(hào)和優(yōu)異的性能，逐漸脫穎而出成為主流。整車轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是指車輛相對(duì)質(zhì)心的橫擺轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，直接影響著車輛的橫擺角加速度。由于車輪是處于賽車最靠外部分的部件，因此其對(duì)于整車轉(zhuǎn)動(dòng)慣量影響極大，通過(guò)降低車輪質(zhì)量來(lái)降低整體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，效果最為明顯。通常，降低車輪質(zhì)量的做法，是選用小尺寸參數(shù)的輪胎輪輞、自制輕質(zhì)輪輻或使用質(zhì)量更輕的材料(例如碳纖維材質(zhì)的輪輞)。降低車輪質(zhì)量意味著更輕的整車質(zhì)量、更小的非簧載質(zhì)量和更小的整車轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，對(duì)整車多方面性能都有較大的提升。同時(shí)車輪的自身的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量還影響著動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的輸出響應(yīng)和制動(dòng)響應(yīng)，車輪自身轉(zhuǎn)動(dòng)慣量越大，動(dòng)力輸出和制動(dòng)響應(yīng)越差。相對(duì)小直徑車輪，直徑較大的車輪自身轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大，必將導(dǎo)致整體加速度的下降。另一方面，相同驅(qū)動(dòng)力輸出的條件下，大直徑車輪就意味著大尺寸的傳動(dòng)系統(tǒng)零部件；相同制動(dòng)器制動(dòng)力的條件下，就意味著更大的制動(dòng)盤直徑，同時(shí)還造成很多其他附件的尺寸的增加，因此造成了不可忽視的隱形增重。綜合以上多種因素考慮，為了使賽車性能得到提升，質(zhì)量小、慣量小的小尺寸參數(shù)的車輪應(yīng)用越來(lái)越廣泛(目前國(guó)內(nèi)普及的小尺寸輪輞為10英寸直徑輪輞，國(guó)外已有車隊(duì)在用8英寸直徑的輪輞，但由于需要定制輪胎未能得到普及)，在FSAE賽事中已成為趨勢(shì)。而質(zhì)量更輕、慣量更小的碳纖維材質(zhì)輪輞隨著工藝的成熟和價(jià)格的降低，應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。鑒于以上考慮，再加上資金以及其他條件考慮，“夢(mèng)想4.0”所用輪輞和“夢(mèng)想3.0”一樣，依舊采用自制輪輞、輪輻為一體的鑄造式鋁合金輪輞，如圖2.1所示輪輞實(shí)物圖?！皦?mèng)想4.0號(hào)”賽車所采用輪胎為Hoosier187.5-10R25B，較去年佳通輪胎Giti186.0-10胎面寬度更寬，接地面積更大，而且Hoosier胎比Giti胎面更軟，更容易融化，這樣“夢(mèng)想4.0號(hào)”賽車比“夢(mèng)想3.0號(hào)”賽車有了更好的抓地力以及性能更加優(yōu)異。大學(xué)生方程式賽車注重操縱穩(wěn)定性，因此需要良好避震功能的減震器，“夢(mèng)想4.0號(hào)”賽車所選減震器為FOX雙向可調(diào)阻尼減震器，專門為FSAE方程式設(shè)計(jì)，在市場(chǎng)上可以直接購(gòu)買，如圖2.2所示。第9頁(yè)共66頁(yè)圖2.1輪輞實(shí)物圖圖2.2FOX減震器實(shí)物圖2.3“夢(mèng)想4.0號(hào)”賽車懸架系統(tǒng)的選型FSAE賽車雖然不像F1賽車那樣的高速賽車，但大學(xué)生方程式賽道的彎道遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于其他賽車賽道，因此對(duì)賽車的操控穩(wěn)定性要求很高。同時(shí)考慮到FSAE賽車整體結(jié)構(gòu)、成本費(fèi)用、可加工性、空間尺寸、相比其他懸架雙橫臂懸架設(shè)計(jì)自由度大、較小的非簧載質(zhì)量等方面考慮，F(xiàn)SAE賽車一般都采用獨(dú)立懸架中的不等長(zhǎng)雙橫臂懸架。賽車上的不等長(zhǎng)雙橫臂獨(dú)立懸架一般有3種設(shè)計(jì)方案：推桿不等長(zhǎng)雙橫臂懸架、拉桿不等長(zhǎng)雙橫臂獨(dú)立懸架和叉臂不等長(zhǎng)不等長(zhǎng)雙橫臂獨(dú)立懸架24。（1）推桿不等長(zhǎng)雙橫臂獨(dú)立懸架推桿不等長(zhǎng)雙橫臂懸架如圖2.3a所示。其主要優(yōu)點(diǎn)是：推桿在大多數(shù)時(shí)間承受軸向壓力，一般桿件型材料的抗壓強(qiáng)度要大于抗拉強(qiáng)度，因此即使賽車長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)，懸架推桿也不容易被折斷或損壞；這種布置方式的減振器一般外置，這樣方便調(diào)節(jié)阻尼。缺點(diǎn)主要有：推桿下端直接鉸接到下控制臂端點(diǎn)附近，這使得下控制臂承受了較大彎矩；搖臂和減震器布置在車架的上部，整車的質(zhì)心升高，側(cè)傾角度增大，不利于賽車的操縱穩(wěn)定性；沒(méi)有充分利用了車架的內(nèi)部空間，不利于賽車車身的流線型設(shè)計(jì)。（2）拉桿不等長(zhǎng)雙橫臂獨(dú)立懸架拉桿不等長(zhǎng)雙橫臂獨(dú)立懸架如圖2.3b所示。其主要優(yōu)點(diǎn)是：搖臂和減震器布置在車架底部，使整車的質(zhì)心下降，有利于提高賽車的操縱穩(wěn)定性；充分利用了車架內(nèi)部空間，有利于車身的流線設(shè)計(jì)。缺點(diǎn)主要有：拉桿在大部分時(shí)間承受軸向拉力，如果材料選用不合適的話，懸架在惡劣運(yùn)動(dòng)情況下，拉桿容易被拉斷；減振器內(nèi)置不方便調(diào)節(jié)阻尼。（3）叉臂不等長(zhǎng)雙橫臂獨(dú)立懸架叉臂不等長(zhǎng)雙橫臂獨(dú)立懸架如圖2.3c所示。其主要優(yōu)點(diǎn)是：減振器一端鉸接到車第10頁(yè)共66頁(yè)架上，另一端直接鉸接到下控制臂上，沒(méi)有推、拉桿和搖臂，大大減輕了簧下質(zhì)量；減振器外置方便調(diào)節(jié)其阻尼；省去中間傳力機(jī)構(gòu)，懸架系統(tǒng)工作更穩(wěn)定。缺點(diǎn)是減振器下端直接鉸接到下控制臂上，使得下控制臂承受較大彎矩；懸架的工作行程相對(duì)較短，不利于賽車操縱穩(wěn)定性和平順性；不利于橫向穩(wěn)定桿的安裝。a推桿驅(qū)動(dòng)b拉桿驅(qū)動(dòng)c叉臂驅(qū)動(dòng)圖2.3不等長(zhǎng)雙橫臂獨(dú)立懸架設(shè)計(jì)方案2.4“夢(mèng)想4.0號(hào)”賽車懸架參數(shù)與設(shè)計(jì)懸架參數(shù)設(shè)計(jì)包括了選定車輪定位參數(shù)、懸架幾何的設(shè)計(jì)、偏頻選擇、剛度計(jì)算和阻尼計(jì)算等。2.4.1車輪定位參數(shù)的選定車輪定位參數(shù)主要包括車輪外傾角、車輪前束角、主銷內(nèi)傾角和主銷后傾角，其對(duì)車輛的操縱穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)向性能和輪胎壽命有重要影響。在車輛行駛過(guò)程中，車輪相對(duì)于車架的運(yùn)動(dòng)和車輪受力一般都會(huì)引起車某些輪定位參數(shù)的改變而發(fā)生變化，為了將車輪定位參數(shù)的變化規(guī)律控制在合理的范圍內(nèi)，設(shè)計(jì)時(shí)一般通過(guò)合理地設(shè)計(jì)懸架和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)來(lái)做到。圖2.4顯示了“夢(mèng)想4.0號(hào)”賽車前懸主銷內(nèi)傾角為4。和主銷后傾角4。；圖2.5顯示了“夢(mèng)想4.0號(hào)”賽車前懸外傾角為-1.5。；圖2.6顯示了“夢(mèng)想4.0號(hào)”賽車前懸前束角為-1。其中UBJ表示控制臂外上球鉸，LBJ表示控制臂外下球鉸。圖2.4“夢(mèng)想4.0”前懸主銷內(nèi)傾角和主銷后傾角第11頁(yè)共66頁(yè)圖2.5“夢(mèng)想4.0”前懸外傾角圖2.6“夢(mèng)想4.0”前懸前束角（1）車輪外傾角車輪外傾角是車輪中心平面與垂直線在汽車橫向平面內(nèi)的夾角23。車輪頂端相對(duì)于車體向外傾斜定義為正的外傾角，反之，向內(nèi)傾斜定義為負(fù)的外傾角15。在傳統(tǒng)汽車上，前輪外傾角通常為0?；蛘?1。以下的小角度，其為正值為了彌補(bǔ)重型汽車滿載時(shí)車橋變形引起的車輪內(nèi)傾。而賽車在以較高車速轉(zhuǎn)彎時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較大的離心力引起車輪外傾，所以賽車一般取負(fù)的外傾角保證車輪和地面始終能保持良好的接觸，保證賽車盡管高速時(shí)也能順利通過(guò)各種彎道。（2）前束角前束角是車輪平面與車身前進(jìn)方向的夾角24。正前束角是輪胎中心線前端向內(nèi)收束，反之為負(fù)前束角15。前輪由于負(fù)的外傾角在車輪滾動(dòng)時(shí)有向內(nèi)滾動(dòng)的趨勢(shì)，增加負(fù)前束可以減小輪胎的邊滾邊滑；再者，賽車行駛的賽道彎道很多，故一般設(shè)置為負(fù)的前束角，減少賽車在入彎過(guò)程和彎道行駛中的時(shí)間，從而也能提高轉(zhuǎn)向的靈敏程度。而通常情況下，負(fù)前束角搭配負(fù)外傾角，能確保賽車的直線行駛穩(wěn)定性，減少輪胎起熱和輪胎磨損。而后輪取“內(nèi)八字”，正的前束角可以增加轉(zhuǎn)向不足，而“夢(mèng)想4.0號(hào)”賽車第12頁(yè)共66頁(yè)設(shè)計(jì)初衷為了增加入彎響應(yīng)，轉(zhuǎn)向設(shè)計(jì)接近中性或者稍微不足，因此，后輪前束角設(shè)計(jì)為-1。（3）主銷內(nèi)傾角和磨胎半徑主銷內(nèi)傾角是主銷與垂直線在汽車橫向平面內(nèi)的夾角24。如圖2.4所示，主銷內(nèi)傾角為正，因?yàn)檐囕喞@主銷旋轉(zhuǎn)會(huì)陷入地下，故主銷內(nèi)傾角利用自身的重力產(chǎn)生回正力矩，有利于改善汽車的操縱穩(wěn)定性。向地面垂直線內(nèi)側(cè)傾斜的角度稱為正內(nèi)傾角，反之為負(fù)內(nèi)傾角。但是其與轉(zhuǎn)向輕便性屬于互相矛盾的兩個(gè)目標(biāo)量，所以賽車的主銷內(nèi)傾角越大，轉(zhuǎn)彎時(shí)需要克服的回正力矩就越大，而輕便性就會(huì)越差，需要選擇一個(gè)可以好好平衡的值。磨胎半徑是主銷延長(zhǎng)線落地點(diǎn)與車輪接地印記中心線的距離，也稱主銷偏移距24。圖2.4磨胎半徑為41.931mm，為正值。磨胎半徑可以看成表征主銷內(nèi)傾角回正效應(yīng)的一個(gè)參數(shù)，過(guò)大會(huì)使轉(zhuǎn)向沉重。磨胎半徑越大，輪胎接地面的牽引力或制動(dòng)力產(chǎn)生的繞主銷旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩會(huì)越大，理想情況下左右輪的轉(zhuǎn)矩會(huì)相互抵消，但當(dāng)左右牽引力或制動(dòng)力不等或工藝誤差造成左右輪外形參數(shù)不嚴(yán)格相等時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)總的轉(zhuǎn)向力矩，直接反饋到方向盤上。（4）主銷后傾角主銷后傾角是主銷與垂直線在汽車縱向平面內(nèi)的夾角。向地面垂直線后面傾斜的角度稱為正主銷后傾角，反之為負(fù)主銷后傾角。主銷后傾角也是用來(lái)提供轉(zhuǎn)向的回正力矩，其越大，直線穩(wěn)定性就越好，自動(dòng)回正作用也越強(qiáng)，但同樣也會(huì)增加轉(zhuǎn)向的沉重。而在選取后傾角時(shí)都會(huì)選擇使得其具有隨輪胎的跳動(dòng)而逐漸增大的規(guī)律，用來(lái)抵消制動(dòng)點(diǎn)頭時(shí)后傾角的減小。表2.1為FSAE賽車車輪定位參數(shù)一般取值范圍，表2.2為中北大學(xué)行知車隊(duì)“夢(mèng)想4.0”車輪定位參數(shù)取值。表2.1FSAE賽車車輪定位參數(shù)取值范圍()定位參數(shù)車輪外傾角前束角主銷后傾角主銷內(nèi)傾角前懸架-30-220518后懸架-30000第13頁(yè)共66頁(yè)表2.2中北大學(xué)行知車隊(duì)“夢(mèng)想4.0號(hào)”賽車車輪定位參數(shù)取值（）定位參數(shù)車輪外傾角前束角主銷后傾角主銷內(nèi)傾角前懸架-1.5-144后懸架-1-1002.4.2“夢(mèng)想4.0號(hào)”賽車懸架幾何設(shè)計(jì)1、懸架正視幾何懸架正視幾何是從汽車橫向垂直平面來(lái)研究懸架的幾何關(guān)系。前懸架的正視幾何如圖2.6所示。2.7雙叉臂獨(dú)立懸架正視幾何圖（1）確定控制臂外點(diǎn)根據(jù)輪輞直徑和偏置確定控制臂外上球鉸（UBJ）和外下球鉸（LBJ），如圖2.7；上下球鉸之間距離為主銷長(zhǎng)度。其中應(yīng)該盡量加大上球鉸和下球鉸之間的間隔，以分散側(cè)向力。還有下球鉸應(yīng)配置在輪輞內(nèi)側(cè)較低位置，可以降低側(cè)傾中心位置，但注意不要與輪輞發(fā)生干涉。（2）橫向平面內(nèi)上、下叉臂的布置橫向平面內(nèi)上、下叉臂的布置與側(cè)傾中心的位置要求有關(guān)，上、下叉臂的布置方式主要有3種形式，如圖2.8所示。普通的汽車為了使車輪與車身在轉(zhuǎn)彎時(shí)傾斜方向一致（增強(qiáng)不足轉(zhuǎn)向效應(yīng)），在前懸中通常采用b類或者c類布置方案；而對(duì)于注重過(guò)彎速度的FSAE賽車來(lái)說(shuō)，為了使車輪在上跳過(guò)程中車輪外傾角變小（用以抵消側(cè)向力帶來(lái)的輪胎外傾和側(cè)偏角，增強(qiáng)輪胎的抓地力），前、后懸架均采用a類布置方案。第14頁(yè)共66頁(yè)a布置1b布置2c布置3圖2.8上下叉臂在橫向平面內(nèi)的布置（3）側(cè)傾中心側(cè)傾中心是指車廂的側(cè)傾軸線通過(guò)前后軸橫斷面上的瞬時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)中心。一般認(rèn)為，側(cè)傾中心位于汽車的前進(jìn)方向的軸線上，但是沒(méi)有明確地指出側(cè)傾中心一定在汽車的縱向?qū)ΨQ面上。為了方便分析，假設(shè)側(cè)傾中心位于對(duì)稱面上。側(cè)傾中心的高度隨導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的布置形式不同而不同，可用圖解法或?qū)嶒?yàn)法求得。本設(shè)計(jì)中“夢(mèng)想4.0號(hào)”賽車不等長(zhǎng)雙橫臂獨(dú)立懸架的側(cè)傾中心位置通過(guò)作圖法得出，如圖2.9所示。靜態(tài)瞬心為Ic，Ic點(diǎn)的距地高度為hp。將靜態(tài)瞬心Ic點(diǎn)與車輪接地中點(diǎn)相連，即可在賽車的正視平面內(nèi)獲得側(cè)傾中心Rc，高度為hw。側(cè)傾中心高度對(duì)整車影響很大。側(cè)傾中心越高，側(cè)傾中心到汽車質(zhì)心距離越小，側(cè)傾力矩越小，車身的側(cè)傾角也會(huì)越小。雖然賽車注重操控穩(wěn)定性，需要較大的側(cè)傾剛度，但側(cè)傾中心位置也不能太高。側(cè)傾中心高度越高，舉升效應(yīng)越大。舉升效應(yīng)是指，懸架瞬心高于地面，轉(zhuǎn)向時(shí)外側(cè)輪胎所受的側(cè)向力會(huì)使車輪圍繞瞬心旋轉(zhuǎn)，“舉起”了車身，其輪距變化大，且會(huì)導(dǎo)致輪胎磨損加劇24。該力矩的力臂是瞬心高度，瞬心越高，側(cè)傾中心越高，舉升效應(yīng)越大。側(cè)傾中心高度一般在地面與質(zhì)心之間，對(duì)于FSAE賽車來(lái)說(shuō)，其接近地面。因?yàn)楹髴冶惹皯逸^軟一些，而且賽車后部重心高于前部，所以后懸側(cè)傾中心高于前懸?！皦?mèng)想3.0號(hào)”賽車前側(cè)傾中心為10mm，后側(cè)傾中心為30mm，其側(cè)傾角略大。結(jié)合前三輛“夢(mèng)想號(hào)”的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，“夢(mèng)想4.0號(hào)”賽車初定前懸架的靜態(tài)側(cè)傾中心高度f(wàn)h為35mm,后懸架的靜態(tài)側(cè)傾中心高度rh為50mm。第15頁(yè)共66頁(yè)圖2.9雙橫臂獨(dú)立懸架側(cè)傾中心的確定（圖中：為上臂傾角；為下臂傾角；為主銷內(nèi)傾角；a為主銷偏距（磨胎半徑）；c為主銷長(zhǎng)度；d為下球鉸（LBJ）距地面距離；B1為輪距。）（4）確定控制臂內(nèi)點(diǎn)。如圖2.7，根據(jù)控制臂外上球鉸（UBJ）和外下球鉸（LBJ）的位置和預(yù)選定的側(cè)傾外傾系數(shù)，通過(guò)式（2.1）求出前視擺臂長(zhǎng)度（fvsalength），作垂線AA；連線輪胎中心接地點(diǎn)B和已初定的側(cè)傾中心cR并延長(zhǎng)交垂線AA于點(diǎn)cI，即為懸架的轉(zhuǎn)cI動(dòng)瞬心；分別連接外上球鉸和瞬心、外下球鉸和瞬心，兩條直線和車架的高寬線相交，可得上控制臂內(nèi)點(diǎn)（UCAP）和下控制臂內(nèi)點(diǎn)（LCAP）。)/1/()2/1(ddLfvsa（2.1）式中，t為輪距，dd/為側(cè)傾外傾系數(shù)（車廂側(cè)傾引起的外傾角變化率，稱為側(cè)傾外傾系數(shù)；一般轎車的前側(cè)傾外傾系數(shù)范圍為0.610.88。，后側(cè)傾外傾系數(shù)為00.86。）；可見(jiàn)前視擺臂越長(zhǎng)，側(cè)傾外傾系數(shù)越大。（5）外傾角變化率外傾角變化率定義是車輪中心垂直方向跳動(dòng)單位位移時(shí)外傾角的變化量。它是前視擺臂長(zhǎng)度的函數(shù)，關(guān)系如式（2.2）所示：)/1(tan/1fvsaLdzd（2.2）式中，fvsaL為前視橫擺臂長(zhǎng)度?？梢?jiàn)，前視擺臂長(zhǎng)度越長(zhǎng)，則外傾角變化率越小。（6）傳動(dòng)比傳動(dòng)比的定義是懸架跳動(dòng)時(shí)車輪中心垂直位移比上減振器彈簧軸向位移。傳動(dòng)比的大小和控制臂的空間布置結(jié)構(gòu)、搖臂的形狀、減振器彈簧的布置有關(guān)，在懸架跳動(dòng)時(shí)是第16頁(yè)共66頁(yè)變化的17。通過(guò)設(shè)置傳動(dòng)比，利用杠桿效應(yīng)，把懸架在車輪中心的大位移縮小為減振器彈簧的小位移。（7）輪距變化正視圖的轉(zhuǎn)動(dòng)瞬心cI影響輪距的變化。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)瞬心在地面上方時(shí)，車輪接地點(diǎn)隨著車輪上跳而向外移動(dòng)，輪距增加；當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)瞬心在地面下方時(shí)，車輪接地點(diǎn)隨著車輪上跳而向內(nèi)移動(dòng)，輪距減小。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)瞬心剛好在地平面時(shí)，車輪接地點(diǎn)隨著車輪上跳而向上移動(dòng)，此時(shí)輪距不變。2.懸架側(cè)視幾何懸架側(cè)視幾何是從汽車縱向平面來(lái)研究懸架的幾何關(guān)系。前后懸架的側(cè)視幾何如圖2.10所示?？v傾中心IC的位置決定了一系列的抗反特性。對(duì)于后驅(qū)的賽車，可以考慮的抗反特性有以下三個(gè)：制動(dòng)時(shí)前懸的抗前俯特性（

溫馨提示:
1: 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明，都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
2: 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等，如果需要附件，請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
3.本站RAR壓縮包中若帶圖紙，網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽，若沒(méi)有圖紙預(yù)覽就沒(méi)有圖紙。
4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
5. 人人文庫(kù)網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間，僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理，對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯，并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容，請(qǐng)與我們聯(lián)系，我們立即糾正。
7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

人人文庫(kù)網(wǎng)所有資源均是用戶自行上傳分享，僅供網(wǎng)友學(xué)習(xí)交流，未經(jīng)上傳用戶書面授權(quán)，請(qǐng)勿作他用。