“夢想4.0號”賽車行駛系設計（含UG三維圖）
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廣西
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夢想
賽車
行駛
設計
ug
三維
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摘要
隨著2010 年我國開始舉辦大學生方程式賽車比賽以來，越來越多的高校開始了對
FSAE 賽車的研究、制造與調(diào)試。到2017 年，我國大學生方程式汽車大賽由剛開始的20
多支車隊發(fā)展到了80 多支。為了我校行知車隊在2017 年10 月襄陽舉辦的第八屆中國
大學生方程式汽車大賽中取得優(yōu)異的成績，本文對新一季的“夢想4.0 號”賽車的行駛
系統(tǒng)進行了設計與優(yōu)化。根據(jù)2017 年方程式大賽規(guī)則，結合以往設計經(jīng)驗，對“夢想4.0 號”賽車懸架和
車架進行設計計算。在懸架方面，對懸架類型進行了選型，選定車輪定位參數(shù)以進行了
懸架幾何設計和剛度與阻尼的計算。在車架方面，基于人機工程學和賽車總布置要求，
對車架進行了設計。然后利用CATIA 軟件對懸架總成和車架進行了三維建模。利用
ADAMS/Car 對車輪定位參數(shù)以及側傾中心高度進行了仿真，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 對其進行多目標優(yōu)化。并用ADAMS/Car
對車輪中心剛度、乘適剛度、側傾剛度和傳動比進行仿真，仿真結果和理論設計計算進
行對比，驗證理論計算的正確性。用ANSYS 軟件對懸架關鍵零部件搖臂進行了有限元仿
真分析，驗證其強度是否符合要求。對于車架的分析，本文用ANSYS 對車架進行多種工
況下的強度分析，以及進行了扭轉剛度、彎曲剛度的仿真分析與計算，結果表明“夢想
4.0 號”賽車車架符合強度與剛度要求
- 內(nèi)容簡介：
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設計答辯,中北大學“夢想4.0 號”賽車行駛系設計 指導老師 ：,2016賽季成績回顧,中北大學行知車隊總成級44名，并獲得“三等獎”，完成耐久太原理工大學晉翔車隊總成級58名，耐久DNF,大二加入行知車隊，擔任16賽季行知車隊懸架組組長，設計并制作了“夢想3.0號”賽車懸架系統(tǒng),總成級比較,2014 2015 2016 2017,太原理工大學,中北大學,222.51,202.0,373.3,231.74,193.03,116.05,？,都為第一年參賽,“夢想4.0號”賽車懸架特點,1、輪輞、輪輻為一體的鑄造式鋁合10英寸輪輞；更小的簧載質量，車輪轉動慣量較小，動力輸出和制動響應更好2、“夢想4.0號”賽車輪胎為Hoosier18*7.5-10 ,”夢想3.0號“賽車輪胎為Giti18*6.0-10胎面更寬，接地面積更大；胎質更軟，更易融化，抓地力更強；,“夢想4.0號”賽車幾何參數(shù)設計,推桿不等長雙橫臂獨立懸架 2、,較為傳統(tǒng)，技術成熟，沿用“夢想號”前三代優(yōu)點：1、推桿受軸向壓力，材料的抗壓強度大于抗拉強度，推桿受力效果好 2、減振器一般外置，這樣方便調(diào)節(jié)阻尼缺點：1、推桿下端直接鉸接到下控制臂端點附近，這使得下控制臂承受了較大彎矩；2、搖臂和減震器布置在車架的上部，整車的質心升高3、沒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計。,利用Adams/car和 Adams/insight 對車輪定位參數(shù)以及側傾中心高度和輪距變化范圍進行仿真和優(yōu)化，在車輪跳動行程內(nèi)，各項參數(shù)變化在 合適范圍以內(nèi)。 （前輪）,剛度和阻尼系數(shù)選取,1、為了實現(xiàn)較快的側傾及俯仰響應， “夢想4.0號”賽車選取了較大的前后偏頻 （前 3.8Hz，后3.4Hz）以及側傾剛度（1375.33Nm/deg）。2、而通過合理的推桿搖臂機構設計，使懸架剛度變化范圍合理，方向合理。3、前后橫向穩(wěn)定桿都采用了可調(diào)式的設計，不僅保證一定調(diào)節(jié)范圍以滿足對車轉向特性或總側傾剛度的不同需求，同時也兼顧了調(diào)節(jié)的方便性。4、FOX雙向可調(diào)阻尼減震器，專門為FSAE方程式設計,剛度仿真,1、“夢想4.0號”賽車前懸乘適剛度仿真測試如圖所示，仿真值為30.099N/mm，理論計算值為30.142N/mm。而且剛度變化范圍和方向合理2、前懸車輪中心剛度即懸架剛度仿真測試如圖所示，仿真值為39.7345N/mm，理論計算值為39.809N/mm3、側傾剛度仿真測試結果如圖所示，仿真值為526360Nmm/deg，理論計算值為500250Nmm/deg4、傳動比仿真，驗證搖臂設計合理,前后懸架裝配,前懸裝配,后懸裝配,懸架叉臂加工,車架設計,1、“夢想4.0號”賽車采用桁架式車架結構，秉承車架的高強度、高剛度、輕量化設計理念，實現(xiàn)了車架與各總成之間的緊密配合。 2、車架管材使用力學性能突出的 4130 合金鋼，采用氬弧焊接技術，在鋁型材搭建的焊接夾具平臺上完成車架焊接，通過各種專用夾具的精確定位，提高了整車的焊接精度。3、利用有限元技術對前期所有車架方案進行扭轉剛度，彎曲剛度，以及各種工況仿真分析，綜合對比所有車架方案，選出最終設計方案。通過以上分析優(yōu)化，“夢想4.0號”賽車車架采用了 5種不同型號的鋼管，實現(xiàn)了足夠剛度下的輕量化設計。最終，車架重量為 29kg，扭轉剛度為 2597Nm/deg。,車架設計過程1、熟讀規(guī)則，模型搭建獲取設計基本參數(shù)2、使用三維軟件進行建模和分析3、定位模具4、焊接,規(guī)則對車架的硬性要求,最上一支桿件不屬于側邊防撞桿,每一支車隊的車架結構中都
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