畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-FSAE賽車懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)

FSAE賽車懸架系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及分析學(xué)院（系）：專業(yè)：學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)教師：評(píng)閱教師：完成日期：I摘要是及其合作社成員建立一個(gè)大型的大學(xué)比賽。FSAE需要團(tuán)隊(duì)合作來(lái)設(shè)計(jì)，并根據(jù)和賽車的標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的賽車。在比賽過(guò)程中，該團(tuán)隊(duì)將不僅要完善，而且要通過(guò)汽車主裁判的一些的比賽。懸掛系統(tǒng)，是現(xiàn)代化汽車的重要部分，它的和汽車行駛，，舒適性的息息相關(guān)。一個(gè)很好的懸掛系統(tǒng)，對(duì)比賽結(jié)果有顯著的影響。因此，在中，設(shè)計(jì)是重要工作之一，是一個(gè)重要的。本文首先根據(jù)和賽車的設(shè)計(jì)了懸架的結(jié)構(gòu)形式，確定懸架的形式為立式懸架；確定了懸架的布置方案；選擇了輪輞和的；依據(jù)懸架的進(jìn)行設(shè)計(jì)，并對(duì)零。其次通過(guò)對(duì)賽車前后懸架，并分別對(duì)前后懸架進(jìn)行雙輪上下，得到數(shù)的變化曲線。通過(guò)分析，該賽架系統(tǒng)滿要求，的性到了。最后對(duì)懸要部件進(jìn)行，利用對(duì)賽車的進(jìn)行有，校核零件的剛度和強(qiáng)度，確定其要求。關(guān)鍵詞：FSAE賽車；懸架；Adams/Car；有限元分析；Ansys全套設(shè)計(jì)圖紙加V信153893706或扣3346389411

AbstractChinaUniversityFormulaOneMotorCompetition(hereinafterreferredtoas"FSAE")istheChinaAutomotiveEngineeringSocietyanditscooperativememberstobuildalargecollegefortheevent.FSAErequiresteamstodesignandmanufactureasmallsingle-seatracingcarinaccordancewithracerulesandracingstandards.Duringtherace,theteamwillnotonlyelaborateonthedesignconcept,butalsobytherefereeonthecarforanumberofitemsPerformancetestproject.Thesuspensionsystemasanimportantpartofmoderncars,itsstructureandperformanceofthedirectimpactonthecar'sridecomfortandhandlingstability.Hasagoodsuspensionsystem,thegameresultshaveanimportantimpact.SointhedesignoftheFSAEracing,thesuspensiondesignisoneofthemaindesignpart,theresearchofthecarsuspensionisanimportantresearchtopic.Inthispaper,thestructureofthesuspensionisselectedaccordingtotherulesofFSAEandtheoverallarrangementofthevehicle.Thesuspensionisintheformofunequal-lengthdouble-armindependentsuspension.Thearrangementofthesuspensionandthepositioningparametersaredetermined.Thesizeoftherimandtiremodels,parameters;accordingtotheparametersofthesuspensioncomponentsdesign,andcomponentswereassembled.Secondly,thesimulationmodelofthefrontandrearsuspensionofthecarisestablishedbyAdams/Carmodule,andtheparallelcurveoftheupperandlowersuspensionmodelsissimulatedrespectively.Themainparametersofthesuspensionareobtained.Byanalyzingthesimulationresults,itshowsthatthefrontandrearsuspensionsystemsmeetthedesignrequirements,andtheperformanceofthesuspensionhasreachedtheidealrange.Finally,themaincomponentsofthesuspensionarestudiedstatistically.Ansysisusedtoanalyzethemainforcecomponentsofthecar,andthestiffnessandstrengthofthepartsarecheckedtomeetthestructuralrequirementsKeyWords:FSAE；Suspension；Adams/Car；Ansys

目錄摘要 IAbstract II引言 -1-1緒論 -2-1.1FSAE大學(xué)生方程式汽車大賽簡(jiǎn)介 -2-1.2FSAE比賽內(nèi)容和評(píng)判標(biāo)準(zhǔn) -2-2FSAE懸架設(shè)計(jì) -5-2.1FSAE底盤規(guī)則概況 -5-2.1.1懸架 -5-2.1.2離地間隙 -5-2.1.3車輪 -5-2.1.4輪胎 -5-2.1.5千斤頂支撐環(huán) -5-2.1.6側(cè)傾穩(wěn)定性 -6-2.2懸架概述 -7-2.3懸架設(shè)計(jì)要求 -8-2.4賽車懸架系統(tǒng)的選型 -8-2.4.1獨(dú)立與非獨(dú)立懸架 -8-2.4.2前、后懸架方案的選擇 -9-2.5FSAE賽車懸架上控制臂和下控制臂的布置 -10-2.5.1縱向平面的布置方案 -10-2.5.2橫向平面布置方案 -11-2.5.3水平面的布置方案 -12-2.5.4上下橫臂長(zhǎng)度比例確定 -12-2.6輪輞的選擇 -12-2.7輪胎的選擇 -13-2.8懸架幾何參數(shù)確定 -14-2.8.1軸距與輪距確定 -14-2.8.2初始運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)計(jì) -14-2.8.3主銷長(zhǎng)度 -15-2.8.4車輪定位參數(shù) -16-2.8.5側(cè)傾中心及側(cè)傾中心高度 -17-2.9懸架剛度計(jì)算 -18-2.10懸架零部件設(shè)計(jì) -20-2.10.1輪芯設(shè)計(jì) -20-2.10.2立柱的設(shè)計(jì) -21-2.10.3控制臂的設(shè)計(jì) -22-2.10.4搖塊結(jié)構(gòu) -22-2.10.5懸架的裝配 -22-2.10懸架設(shè)計(jì)參數(shù)總結(jié) -23-3.FSAE賽車前后懸架的運(yùn)動(dòng)仿真分析 -24-3.1懸架模型的建立 -24-3.1.1前懸架關(guān)鍵點(diǎn)定位參數(shù) -24-3.1.2在ADAMS/Car中創(chuàng)建硬點(diǎn) -25-3.1.3在ADAMS/Car中創(chuàng)建部件 -25-3.1.4在ADAMS/Car中創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)副 -28-3.1.5后懸架模型建立 -29-3.2懸架模型的運(yùn)動(dòng)仿真 -29-3.2.1設(shè)置懸架參數(shù) -29-3.2.2建立通信器Communicator -30-3.3.3懸架模型的仿真 -33-3.3前輪定位參數(shù)的仿真曲線 -37-3.4后輪定位參數(shù)的仿真分析 -42-參考文獻(xiàn) -44-致

謝 -46-引言懸架是現(xiàn)代汽車上的重要總成之一[1]，由于雙橫臂懸架有較好的運(yùn)動(dòng)特性，因此在越來(lái)越多的轎車的前懸上得到應(yīng)用，特別是在賽車上，更是得到廣泛運(yùn)用，其設(shè)計(jì)好壞對(duì)操縱穩(wěn)定性、平順性和安全性有著重要的影響。操縱穩(wěn)定性不僅影響到汽車駕駛的操縱方便程度,而且也是決定汽車高速安全行駛的一個(gè)主要性能[2]。本文對(duì)賽車的懸架系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)與分析。FSAE賽車的懸掛部件的設(shè)計(jì)主要有計(jì)算懸架系統(tǒng)有關(guān)的所有參數(shù)，確定機(jī)構(gòu)形式和尺寸，各個(gè)零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括控制臂，立柱，主銷，輪轂，輪胎，彈簧，減振器和搖桿等。和前束。的合理與否直接影響到賽車的諸多性能，從而影響的性能好壞。1緒論1.1FSAE大學(xué)生方程式汽車大賽簡(jiǎn)介的一項(xiàng)在校大學(xué)生和研究生的方程式比賽。類型和主要尺寸的限制由理事機(jī)構(gòu)規(guī)定。SAE方程式（FormulaSAE）系列賽源于1978年。第一次在美國(guó)波斯頓舉行，中有11支。是制造一臺(tái)5的。調(diào)動(dòng)本科生，研究生的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，設(shè)計(jì)并制造一級(jí)方程式賽車的能力。為了給團(tuán)隊(duì)最大的設(shè)計(jì)靈活性和創(chuàng)造性和想象力的空間，大賽對(duì)汽車的設(shè)計(jì)只有非常小的限制。該小組有8?12個(gè)月設(shè)計(jì)，構(gòu)建，測(cè)試和準(zhǔn)備比賽。與來(lái)自世界各地的大學(xué)隊(duì)伍相比，競(jìng)爭(zhēng)提供了機(jī)會(huì)，創(chuàng)造和展示隊(duì)員的創(chuàng)造力和工程技術(shù)水平。為了實(shí)現(xiàn)比賽的目標(biāo)，學(xué)生可以拿自己假想為設(shè)計(jì)師。一家制造公司的員工設(shè)計(jì)，制造和展示用于評(píng)估該公司生產(chǎn)的原型車的原型。其結(jié)果是，車子肯定還是不錯(cuò)的加速，不論是制動(dòng)以及操控性能。汽車必須是免費(fèi)的，容易修復(fù)，可靠。此外，銷售的市場(chǎng)因素，也要同時(shí)考慮到。該車應(yīng)該是美麗的，舒適得，零部件要有一定的互換性。在假設(shè)的制造公司計(jì)劃生產(chǎn)四輛車一天，該車原型的實(shí)際成本應(yīng)低于$25,000（在2009年廢除了規(guī)則）。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)面臨的挑戰(zhàn)設(shè)計(jì)和裝配符合要求的汽車。每次會(huì)議將被設(shè)計(jì)成一個(gè)比較和評(píng)價(jià)比賽的事情來(lái)使用。1.2FSAE比賽內(nèi)容和評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)一系列的項(xiàng)目來(lái)評(píng)判的好壞，這些包括：技術(shù)檢通過(guò)給這些項(xiàng)目的獲得的分?jǐn)?shù)來(lái)評(píng)比。項(xiàng)目分值分配如表1.1所示。表1.1成績(jī)?cè)u(píng)定項(xiàng)目分值分配表環(huán)節(jié)名稱分值靜態(tài)項(xiàng)目陳述75工程設(shè)計(jì)150成本分析100動(dòng)態(tài)項(xiàng)目加速性75彎道性能50操作穩(wěn)定性150燃油經(jīng)濟(jì)性50耐久性300總體兩項(xiàng)總分10001.3動(dòng)態(tài)比賽介紹Fsae比賽由動(dòng)態(tài)賽和靜態(tài)賽兩部分組成。其中有三場(chǎng)動(dòng)態(tài)比賽：直線加速測(cè)試，高速避障測(cè)試和8字環(huán)繞測(cè)試。靜態(tài)比賽包括：技術(shù)檢查，成本與制造分析，營(yíng)銷報(bào)告，賽車設(shè)計(jì)。每輛車都必須參加測(cè)試以確保其滿足45度燃料和液體傾斜要求和60度側(cè)翻穩(wěn)定性要求。懸架系統(tǒng)是所有動(dòng)態(tài)比賽成功的基石，因此，設(shè)計(jì)懸架系統(tǒng)的目標(biāo)是建立一個(gè)具有全面性能和適應(yīng)能力的懸架系統(tǒng)，在所有的FSAE測(cè)試中爭(zhēng)取優(yōu)異的表現(xiàn)。FSAE比賽的第一場(chǎng)比賽是加速測(cè)試。加速測(cè)試場(chǎng)地是一個(gè)1/8英里長(zhǎng)的賽道，其中以最短的時(shí)間通過(guò)為優(yōu)。人們可能會(huì)認(rèn)為，這次比賽的成功僅僅依靠汽車的傳動(dòng)系統(tǒng)部件，但事實(shí)并非如此。為了有足夠出色的表現(xiàn)，發(fā)動(dòng)機(jī)的力量需要充分的傳遞到地面。因此，后懸架必須盡可能地壓在驅(qū)動(dòng)輪上，這樣可以將車輛重量盡可能地轉(zhuǎn)移到的后驅(qū)動(dòng)輪胎上，以達(dá)到最大牽引力。FSAE比賽的第二場(chǎng)比賽是高速避障測(cè)試，在一些極限轉(zhuǎn)彎期間，過(guò)度或不足轉(zhuǎn)向和車身側(cè)傾會(huì)影響車身的穩(wěn)定性。賽車轉(zhuǎn)彎曲線主要由橫向加速度，摩擦力和切向加速度引起的力組成。三個(gè)力量的宏觀影響是將車身沿著其機(jī)動(dòng)的相反方向傾斜，這可能會(huì)偏離行車路線。在設(shè)計(jì)懸架是應(yīng)該注意到這些問(wèn)題，保證過(guò)彎的穩(wěn)定和安全。最后一場(chǎng)動(dòng)態(tài)賽事是8字8字環(huán)繞測(cè)試，這也是FSAE比賽中所有比賽中最為綜合性的動(dòng)態(tài)比賽。結(jié)合加速度，側(cè)向牽引力和制動(dòng)力，是對(duì)整個(gè)賽車的一項(xiàng)全面測(cè)試。為了在這場(chǎng)比賽中取得成功，必須設(shè)計(jì)出快速轉(zhuǎn)向響應(yīng)的懸架，制動(dòng)時(shí)的前俯最小。1.5課題的主要任務(wù)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要進(jìn)行方程式賽車懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)，根據(jù)FSAE官方規(guī)則要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，按照汽車懸架結(jié)構(gòu)開展賽車懸架設(shè)計(jì)工作。懸架相關(guān)規(guī)則:發(fā)動(dòng)機(jī)：為四沖程、排量610cc以下的活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)；軸距≥1525mm（60"）；輪輞不小于8"；必須能夠制動(dòng)全部四個(gè)車輪；懸架行程≥50.8mm（2"），其中向上25.4mm（1"），向下25.4mm（1"）；賽車輪輞直徑≥203.2mm（8.0"）賽車較小的輪距（前輪或后輪）必須不小于較大輪距的75%。

2FSAE懸架設(shè)計(jì)2.1FSAE底盤規(guī)則概況2.1.1懸架必須在前后輪裝配有可以的懸架，并且懸架在坐有車手的情況下可以在分別抬起和壓下25.4mm。如果賽車沒(méi)有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽壹苓\(yùn)行表現(xiàn)，或不能表現(xiàn)出適合比賽的操控能力，檢察官員保留有取消賽車參賽資格的權(quán)利。懸架的所有的接合點(diǎn)必須可以被技術(shù)檢查官員看到，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)。2.1.2離地間隙必須有足夠的離地間隙來(lái)防止賽車在行駛時(shí)的任何部分（除了輪胎）接觸地面。并且在乘坐有車手的時(shí)候，任何時(shí)候在全車底部最小必須有25.4mm（1英寸）的靜態(tài)離地間隙。2.1.3車輪賽車的輪胎直徑必須大于等于203.2mm（8.0英寸）。任何只使用一個(gè)鎖緊螺母的輪胎裝配系統(tǒng)必須配有一個(gè)裝置來(lái)固定和鎖緊螺母和車輪，防止螺母松動(dòng)。2.1.4輪胎賽車可裝備如下兩套輪胎：干胎——在檢查時(shí)安裝在賽車上的輪胎定義為干胎。干胎尺寸任意，型號(hào)任意。他們可以是光頭胎，也可是有紋的。雨胎——雨胎可以是如下規(guī)定的任何型號(hào)和尺寸的有花紋和溝槽的樣式：1）花紋和溝槽的圖案必須是由輪胎廠商塑造成型的，任何被刻制的花紋溝槽必須有文件證明它是符合比賽的相關(guān)規(guī)定的。2）溝槽最淺為2.4mm（3/32英寸）。備注：車隊(duì)自己手刻的花紋和溝槽是特別禁止的。每套輪胎在靜態(tài)評(píng)定開始后，輪胎的成份和尺寸，或輪輞的型號(hào)和尺寸不能改變。不能使用輪胎保暖器。在靜態(tài)評(píng)定開始后，任何牽引力提升方法都不準(zhǔn)采用。2.1.5千斤頂支撐環(huán)在賽車的最后部必須安裝有千斤頂支撐環(huán)。它須能支撐起整輛車的重量，并且能和官方的“快速千斤頂”配合使用。千斤頂支撐環(huán)的要求為：站在車后一米（3英寸）處可視；外觀顏色為桔色；水平方向呈圓柱形，與車身中心線垂直；由圓柱形、外經(jīng)25-29mm（1——11/8英寸）的鋁管或鋼管制成；最短長(zhǎng)度300mm（12英寸）；在其圓周下半部分的長(zhǎng)度至少為280mm（11英寸）。管子的高度必須滿足如下條件：在技術(shù)檢查時(shí)從支撐管底部必須最少有75mm（3英寸）的離地間隙。當(dāng)支撐管底部離地200mm（7.9英寸）,彈簧完全松弛的狀態(tài)下不接觸地面。2.1.6側(cè)傾穩(wěn)定性輪距與車重力中心必須聯(lián)合起來(lái)以提供充足的側(cè)傾穩(wěn)定性。側(cè)傾穩(wěn)定性將在一個(gè)傾斜臺(tái)上用一個(gè)合格/不合格測(cè)試來(lái)評(píng)估，當(dāng)車身與水平線傾斜成任意方向60度角，相當(dāng)于1.7G，車都不能翻滾，傾斜測(cè)試將由最高的車手坐在正常行駛位置進(jìn)行測(cè)試[8、9]

2.2懸架概述是現(xiàn)代上的主要之一，是車架（或承載式車身）與轎車（或車輪）之間的一切傳力連接裝置的總稱。主要任務(wù)是通過(guò)在車輪上傳力裝置傳遞將所車輪和車架之間有的力和力矩，并通過(guò)阻尼系統(tǒng)，緩解來(lái)自路面上的沖擊。以確保汽車駕駛的舒適性;為確保車輪受到在不同的道路上都能得到想要的運(yùn)動(dòng)特性，以保證車輛的，使汽駛有良好的性能。典型的結(jié)構(gòu)主要由彈性元件、導(dǎo)向裝置、減震器和橫向穩(wěn)定器等組成。各組成部分的功能如下：彈性元件功能：支持垂直載荷，有利于并限制路面所造成的不均勻的。彈性元件。原理：當(dāng)車輪受到路面載荷時(shí)，彈簧將載荷儲(chǔ)存為，車輪下一個(gè)跳轉(zhuǎn)，返回到原來(lái)的狀態(tài)。引導(dǎo)裝置引導(dǎo)裝置的作用是傳遞運(yùn)動(dòng)和扭矩，發(fā)揮引導(dǎo)作用。在，它。減震器功能：的一個(gè)關(guān)鍵組成部分，它的作用是加快機(jī)械振動(dòng)的，提高駕駛的舒適性，提高車輪和地面的。此外，減振器可以減少動(dòng)力學(xué)負(fù)荷，延長(zhǎng)機(jī)器的壽命。目前通用的汽車主要是液壓缸式，它的結(jié)構(gòu)可以被劃分為兩缸式，單缸充氣和雙缸充氣式。工作原理：在車輪上下跳過(guò)程中，內(nèi)上下運(yùn)動(dòng)，使減振，因?yàn)橐簤河妥陨砗鸵簤河屯ㄟ^(guò)孔時(shí)，將轉(zhuǎn)化成釋放到空氣中，使震動(dòng)得以減輕。橫向穩(wěn)定器功能：,使車輛在保證駕駛的舒適性的前提下，增加了運(yùn)動(dòng)性能。工作原理：通過(guò)減少懸架C的豎向剛度，可以減少振動(dòng)的固有頻率，以提高駕車過(guò)程的舒適性。然而，由于傾斜角剛度越大，懸架垂直剛度越大，所以減小，并增大了車身。由此降低了在運(yùn)動(dòng)中的舒適性和安全性。2.3懸架設(shè)計(jì)要求此次設(shè)計(jì)，根據(jù)懸架的結(jié)構(gòu)，機(jī)械設(shè)計(jì)的要求來(lái)設(shè)計(jì)比賽的懸掛系統(tǒng)。；軸距≥1525mm（60"）；輪輞不小于8"；必須能夠制動(dòng)全部四個(gè)車輪；懸架行程≥50.8mm（2"），其中向上25.4mm（1"），向下25.4mm（1"）；賽車輪輞直徑≥203.2mm（8.0"）賽車較小的輪距（前輪或后輪）必須不小于較大輪距的75%。畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容：確定懸掛結(jié)構(gòu)的類型，完成懸掛結(jié)構(gòu)圖，懸掛和車架框架裝配，通過(guò)的結(jié)構(gòu)來(lái)確定，設(shè)計(jì)引導(dǎo)桿的桿型和結(jié)構(gòu)。具體原則如下：1）應(yīng)該具有合適的減震性能，能快速衰減震動(dòng)。2）應(yīng)該能夠賽車具有良好的操縱穩(wěn)定性，時(shí)，賽車具有中性的特性；3）當(dāng)車輪跳動(dòng)時(shí)，車輪的定位參數(shù)沒(méi)有太大變化，構(gòu)沒(méi)有運(yùn)動(dòng)干涉。4），減小車身。在時(shí)，幅度不能太大。5）要有良好的降噪隔聲能力。6）可以穩(wěn)定地傳遞所有的，以滿足在一定壽命時(shí)間內(nèi)，有足夠的強(qiáng)度（，但我們做了FSAE賽車也應(yīng)該讓司機(jī)的安全有所保障，生命必須受到保護(hù)）。7結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間要小。由于本次設(shè)計(jì)的是FSAE大賽的懸架，設(shè)計(jì)的實(shí)際情況，本次設(shè)計(jì)的第1）、2）、3）、4）、6）、7）條原則。2.4賽車懸架系統(tǒng)的選型2.4.1獨(dú)立與非獨(dú)立懸架懸架分為獨(dú)立懸架（左、右車輪通過(guò)各自的懸架與車架（或車身）連接）和非獨(dú)立懸架（左、右車輪用一根整體軸連接，再經(jīng)過(guò)懸架與車架（或車身）連接。非獨(dú)立懸架獨(dú)立懸架圖2.1獨(dú)立懸架與非獨(dú)立懸架獨(dú)懸的點(diǎn)：下量；懸占的間；性件承垂力，以剛小彈，使身動(dòng)頻率降低，改善了車行駛平；由于用斷開式車，因此能降發(fā)機(jī)的置，使車的心高度降，善汽的駛定；、右各獨(dú)運(yùn)動(dòng)互影響，可減少車身的斜和動(dòng)，同時(shí)在起的面上能獲得好的地著力。懸結(jié)形式可分為雙橫式、、、單縱臂式、單式、式、弗式、扭梁動(dòng)式和桿等幾種類型。懸架有如下特點(diǎn)：側(cè)中度比較低，車動(dòng)時(shí)車輪與主角均有變化，輪化小，輪損速度慢，懸傾較小，橫度大。除去化，高度，方便設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)外，更在性上有更高要求的賽中，懸般都會(huì)調(diào)校的較硬，這對(duì)車定性了更高的要求，雙獨(dú)架可以針對(duì)這個(gè)問(wèn)題通過(guò)對(duì)懸架控的適當(dāng)調(diào)整改變車能，最大限用的各向，從而使賽能得到大的提升。獨(dú)立懸橫是否，又分長(zhǎng)和不等長(zhǎng)雙橫種懸[18]。橫臂架在車下動(dòng)時(shí)，能保銷變，但化大(與單橫相類似)，造成輪嚴(yán)重，現(xiàn)已很少用。對(duì)于雙式懸要適擇、優(yōu)下橫臂的長(zhǎng)度，并通過(guò)合置、就可以距及位參化均在可接定范圍內(nèi)，保車具有良好的行性。目前不懸廣泛應(yīng)用在轎車的前后懸架上，部分運(yùn)動(dòng)及的后輪也采用這一懸構(gòu)。2.4.2前、后懸架方案的選擇上的雙式獨(dú)立懸型的設(shè)案，分別是推不等長(zhǎng)獨(dú)架、不等臂獨(dú)架和拉桿式不等長(zhǎng)雙橫臂獨(dú)架。三種方案中拉不橫立懸構(gòu)最為簡(jiǎn)架通震器直接與懸接，不必設(shè)桿或拉器和換定點(diǎn)。使用的也是最。從設(shè)利性和輕角度出發(fā)是最佳的設(shè)案。但是這種設(shè)案存在的是需要震架安裝點(diǎn)到懸架安裝點(diǎn)的距配減震裝長(zhǎng)度，或者是以裝長(zhǎng)度計(jì)車架點(diǎn)到懸的距離;且無(wú)法桿或拉端的正反紋調(diào)整四輪、前重比和底盤最小距離;無(wú)推式不等獨(dú)立懸計(jì)過(guò)程中，很大程度上受限于器的匹。推桿等長(zhǎng)臂式不等長(zhǎng)雙橫臂架都要設(shè)桿或拉向器固定點(diǎn)。其共點(diǎn)是可以通器的力計(jì)來(lái)匹多器，可以通拉端的正紋調(diào)車四輪載軸重盤最小離。推桿式不等長(zhǎng)雙立懸桿式不橫臂獨(dú)架是FS車中最常見的設(shè)案。推不等橫臂獨(dú)立懸常將減震器和換向置于車架上方或車架兩拉桿等長(zhǎng)雙橫立懸常將減震向器布架底推拉方面比較，通常推桿桿材料的抗拉要小于抗壓，推優(yōu)式;從空間利用面比較，兩種方式都充分利用了車外的空整車重心降低方面來(lái)說(shuō)，拉優(yōu)于式。通過(guò)對(duì)式不等橫立懸拉桿式不等長(zhǎng)雙臂懸對(duì)比，兩沒(méi)有明顯的優(yōu)勢(shì)。參類賽構(gòu)并結(jié)E賽況，決定前后懸后都選取推桿式不橫獨(dú)架?？紤]到整量和對(duì)空力要求較高素，上下橫用管件，前架上下用臂。2.5FSAE賽車懸架上控制臂和下控制臂的布置2.5.1縱向平面的布置方案上、下橫向平面內(nèi)置形式直接決定了，而抗角的匹配對(duì)主角的變化有較響。為了提高汽車的制定適性，一般希望主角的變律是：在懸簧壓縮傾角變，在彈伸時(shí)主角減小，用以產(chǎn)動(dòng)時(shí)因后傾角變大而作轉(zhuǎn)向的防動(dòng)前矩。圖2.2縱向平面內(nèi)上、下橫臂軸布置方案圖中給出了六種可能匹置方主角隨車動(dòng)的變線，圖中γ表示主角。第4、5方案的γ變化規(guī)縮行程小，拉程γ增，這與所希規(guī)律正反，因此用在汽懸中；方然注角的變化最小，但其俯的作；第1、方案傾的變化規(guī)律是在現(xiàn)車上有著廣用。但F車的車管接成的空架結(jié)，考慮接時(shí)的方便位準(zhǔn)，前架的上制抗前值為0°。2.5.2橫向平面布置方案上、下橫橫面內(nèi)的布案主要有以種：圖2.3橫向平面內(nèi)上、下橫臂軸的布置方案比較圖4中a、b方案可以清楚到，上、下橫置不同，所得到的側(cè)位不同。方案c）所示上、下臂平行的布置方式車輪跳動(dòng)時(shí)能最大程度地保持垂直，所以這種布置方案產(chǎn)生的車輪偏振以及轉(zhuǎn)向輪繞主銷的自激擺振最小。若上、下度與它們的離度成反則側(cè)心高度在車動(dòng)時(shí)保變。缺點(diǎn)是跳車輪變化不大。方案b）中，單輪的跳動(dòng)瞬心位輪之，直致的結(jié)是車輪在懸縮行小，伸程，產(chǎn)生不向效。由于賽常處于轉(zhuǎn)況，且需輪的變勢(shì)為：車跳時(shí)車輪外大，下落時(shí)角變大。很明顯這置方不適賽車。方案a）廣泛應(yīng)用于FSAE賽車，這是由于通過(guò)合理的設(shè)計(jì)，這種布置形式能提供最好的操縱性，最小的輪胎磨損以及輪胎噪聲。當(dāng)側(cè)傾中心位于地面之上時(shí)，能減彎時(shí)車的，且車輪外傾輪外趨勢(shì)符合上述車的需要。當(dāng)下控內(nèi)安下移時(shí)，側(cè)心降車重降低，當(dāng)側(cè)心剛好處面時(shí)，賽輪化最小，車傾化最小，隨之產(chǎn)生輪偏振也最小。2.5.3水平面的布置方案水平面的布架的上、下橫水平面置也是主慮到上、下軸與縱向夾角，同樣考慮到懸下橫與車身桁架鉸接，為了安時(shí)方，定位準(zhǔn)確，設(shè)定車上、下橫與縱向行，即兩者之間的夾。2.5.4上下橫臂長(zhǎng)度比例確定雙橫架上、下橫長(zhǎng)度對(duì)車輪上、下跳動(dòng)時(shí)的定數(shù)影響很大。在現(xiàn)車的設(shè)計(jì)中，一般使上橫臂的長(zhǎng)度小于下橫臂，以獲得更理想的運(yùn)動(dòng)曲線特性。設(shè)計(jì)汽車懸，希望輪化要小，以減少輪損，提高其使用壽，因此應(yīng)該選橫臂與下橫比值在0.6附近；在的設(shè)，為保車具有良好的操定性，希望前位角的變要小，這時(shí)應(yīng)選擇0.8附近。根據(jù)以上分析，初步選定上下橫臂比值取為0.8。2.6輪輞的選擇則規(guī)定最小輪寸限制為寸。若考慮用最寸的輪造成轉(zhuǎn)柱的布置非常困難，而且使上、下受件復(fù)雜化。是非常復(fù)雜的部件，其運(yùn)動(dòng)特性參數(shù)和生產(chǎn)制造技術(shù)大多是商業(yè)機(jī)密，因此對(duì)于FSAE賽事來(lái)說(shuō)，由研發(fā)團(tuán)隊(duì)自身設(shè)計(jì)和制造輪胎是非常困難的。因此，對(duì)于的選擇往往限于購(gòu)買成品。結(jié)合前兩國(guó)大學(xué)生方賽車及賽的車的設(shè)驗(yàn)，輪胎的尺寸基為10英和寸兩種?；谝陨峡紤]，本次設(shè)計(jì)的輪輞尺寸在和中選擇?？紤]到我校之前并沒(méi)有參賽經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合節(jié)約資本的原則考慮，本次設(shè)計(jì)選用的輪輞尺寸為13英寸。如圖2.4所示：圖2.4輪輞2.7輪胎的選擇在決定采用的輪后，輪的選擇確定。FSAE輪胎生產(chǎn)商是Goodyear、Michelin、Hoosier、Avon和Continental，他們所能承受的牽引力條件大致相似。因此本次設(shè)計(jì)的決定選擇生產(chǎn)胎，斷度為，扁為，輪號(hào)為，如圖2.5所示：圖2.5輪胎2.8懸架幾何參數(shù)確定2.8.1軸距與輪距確定則要求賽車的至少為（15m），賽小的輪得小于較大的輪75%?？紤]到制造及安裝時(shí)的誤差等因素的影響，在滿足要求的前提下，確定賽車軸距為1550mm。前、距的選擇是在參外車、前兩賽數(shù)以及汽計(jì)資料的基礎(chǔ)上，在確定為1550mm的情況下，根驗(yàn)式（2-1）初選：B=kL（2-1）式中：B——轎車的輪距，mm；L——轎車的軸距，mm；k——系數(shù)，取0.55～0.64；[27]經(jīng)估算：賽的在1000左右?？紤]到適當(dāng)增大賽距，有利于增加懸的度，使汽車的橫定好。因此結(jié)合其隊(duì)的賽數(shù)，本計(jì)的前輪為1200mm，后取為1160mm。2.8.2初始運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)計(jì)在中開始懸架的設(shè)計(jì)，設(shè)程中要確保其符合規(guī)則。規(guī)則要求懸架在有車手乘坐的情況下能夠分別抬起和壓下25.4mm，以及任何時(shí)候在全車底部至少25.4的靜態(tài)離地間隙。在CAD圖紙上，對(duì)前、架的其余部分進(jìn)行空慮，包括輪輞、輪以及控。根據(jù)已經(jīng)選定的輪距，在滿足車架的最小結(jié)構(gòu)尺寸的情況下，不斷的改變主銷長(zhǎng)度、離地間隙、車輪外傾角、主銷內(nèi)傾角、主銷后傾角等，從而確定最佳的主銷參數(shù)、控制臂長(zhǎng)度以及各個(gè)空間夾角、側(cè)傾中心位置及縱傾中心位置等，進(jìn)而使賽車能夠有最佳的運(yùn)動(dòng)性能[28]。首先做出的是前、后懸架的平面示意圖，如圖2.10、圖2.11所示圖2.6前懸架幾何尺寸圖2.6前懸架幾何尺寸2.8.3主銷長(zhǎng)度主銷長(zhǎng)度主要由輪輞內(nèi)空間限制，本次設(shè)計(jì)選擇的輪輞為13英寸，輪輞內(nèi)直徑為319mm，空間比較充裕，考慮鉸接點(diǎn)結(jié)構(gòu)，懸架達(dá)到極限位置時(shí)不與車輪發(fā)生干涉等因素，得到主銷長(zhǎng)度取最大值，前懸主銷長(zhǎng)度為250mm，后懸主銷長(zhǎng)度為259mm。2.8.4車輪定位參數(shù)車輪的定數(shù)有：主、主、車、和車輪前束角組成。1）主銷后傾角在汽車的縱向平面內(nèi)有向一個(gè)，即主線和地直線在汽向平面夾角，能夠形成穩(wěn)回矩?，F(xiàn)速汽于輪壓降性增加，從而，引起力增加，因此，主可以減小，甚零。2）主銷內(nèi)傾角在汽車的橫面內(nèi)有向內(nèi)傾斜的一個(gè)，即主線和地面垂在汽車橫面內(nèi)，該角也有使車生自正的作用。主銷內(nèi)傾角是在前立柱的設(shè)計(jì)中得到的，由機(jī)械加工實(shí)現(xiàn)。3）前輪外傾角前輪外傾角是指通過(guò)車輪中心的汽車橫向平面與車輪平面的交線與地面垂線之間的夾角[30]。若空車輪正好垂面，則滿，車因?yàn)槭芏a(chǎn)生變形，從而出車輪內(nèi)傾，這樣將會(huì)加胎的。由于FSAE賽車非載貨汽車，因此在設(shè)計(jì)時(shí)可以根據(jù)有駕駛員乘坐時(shí)的整車質(zhì)量來(lái)設(shè)計(jì)，因此，前輪外傾角可以設(shè)計(jì)的很小，甚至為零度。4）前輪前束汽車的輪的前邊離B小邊離A，之差即稱為前。這樣的設(shè)以使車每一瞬時(shí)滾向接近方，從而很大程度上減輕和消除了由于而產(chǎn)生的?？梢酝ㄟ^(guò)改變橫拉桿的長(zhǎng)度來(lái)調(diào)整。本次車輪的定位參數(shù)見下表。表2.1車輪的定位參數(shù)前懸架后懸架主銷后傾角5°0°主銷內(nèi)傾角6°0°車輪外傾角-1°-1°車輪前束角-1°0°通過(guò)其年FSAE比驗(yàn)了解到，的輪定數(shù)一般是負(fù)的車傾負(fù)的車束，其原因主要有以下幾點(diǎn)：1）負(fù)車在賽速轉(zhuǎn)時(shí)，能因橫向?qū)е萝囕喗窍蛘内厔?shì)，使與地面保持良觸，發(fā)揮的最大抓地力，確保順利的高速過(guò)彎;2）負(fù)可以使轉(zhuǎn)應(yīng)更加靈敏，的一大特點(diǎn)就是比賽行駛較多，負(fù)束角能使賽車更快的，以減少時(shí)間;3）負(fù)搭配負(fù)車輪，既可以確保線行駛的，也可以減小輪胎的磨損。2.8.5側(cè)傾中心及側(cè)傾中心高度度是懸構(gòu)的重標(biāo)，由于隨著導(dǎo)構(gòu)參數(shù)變化和的跳而變化，側(cè)心高隨之變化，它對(duì)和矩有著很大的影響。當(dāng)時(shí)，由于與離縮短，會(huì)減小從而也減小。但過(guò)高時(shí)，車身傾斜所導(dǎo)致的車輪輪距也會(huì)相應(yīng)的增大，會(huì)縮短輪胎的使用壽命。由作圖法得到雙橫臂獨(dú)立懸架的側(cè)傾中心位置：將上、下橫臂內(nèi)外轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)的連線延長(zhǎng)，以便得到極點(diǎn)P，并同時(shí)獲得P點(diǎn)的高度。將P點(diǎn)與車輪接地點(diǎn)N連接，即可得到側(cè)傾中心W，同時(shí)獲得W的高度hW。根據(jù)圖2.10、圖2.11所得到的前懸側(cè)傾中心高度為hw1=25mm；后懸側(cè)傾中心高度為hw2=40mm。2.9懸架剛度計(jì)算懸頻息息相關(guān)，懸頻低，較好。懸偏，較好。一般汽設(shè)計(jì)要求保證汽車具有良好的行性，故懸有頻較低，普通偏Hz。對(duì)于賽言，性則顯得不是那，所以賽車懸架的偏一些，具有適力的賽車偏頻為Hz，具有高負(fù)升力的賽，懸頻為3-5Hz。根據(jù)，懸坐有車手的情況下可以分別抬mm?？紤]到加配等，設(shè)計(jì)時(shí)所富余，初取Z=30mm。在一般的現(xiàn)代車輛中，理論分析證明：若汽車以較高車速駛過(guò)單個(gè)路障，n1/n2<1時(shí)的車身縱向角振動(dòng)要比n1/n2>1時(shí)小。但是在FSAE比賽中，一般選擇前懸偏頻大于后懸偏頻，前懸偏頻高，在入彎時(shí)可以有更快的響應(yīng);車前部離地間隙的縮短可以使空氣動(dòng)力學(xué)套件更好的發(fā)揮作用，；前懸側(cè)傾剛度越高，賽車越傾向于轉(zhuǎn)向不足。由于分FSAE賽車都是后驅(qū)車，后懸偏傾減小有助于在出彎時(shí)得到更大的牽引力。估算前后軸荷為:前軸荷WF=100KG,后軸荷W2=120KG,根據(jù)式（2-3）可計(jì)算出懸架乘適剛度:KKRF=WFZ代入數(shù)據(jù)可以求解KK代入數(shù)據(jù)可以求解得前、后懸分別為：式中：——前懸簧上質(zhì)量——后懸簧上質(zhì)量根據(jù)計(jì)算結(jié)果，初選前懸偏頻3.1Hz，后懸偏頻2.9Hz。根據(jù)式（2-4）可計(jì)算出懸架乘適剛度:（2-4）代入已知數(shù)據(jù)可以求得前、后懸架的乘適剛度分別為：車輪上跳行程：ZZ代入已知數(shù)據(jù)可以求得：Z取輪胎的徑向剛度為，由式（2-6）計(jì)算懸架線性剛度：（2-6）可得傳遞比，也叫杠桿比，是車輪行程與其產(chǎn)生的彈簧行程的比值初選杠桿比。側(cè)傾角剛度表示在車身單位轉(zhuǎn)角下，懸架系統(tǒng)給車身總的彈性恢復(fù)力矩：KK代入已知數(shù)據(jù)可以求得：KK側(cè)傾梯度表示賽車在1g的側(cè)向加速度下，車身的側(cè)傾轉(zhuǎn)角，單位為（°）/g。FSAE賽車的側(cè)傾梯度為0.5°/g-1.5°/g。?代入已知數(shù)據(jù)可以求得：?符合FSAE賽車的一般標(biāo)準(zhǔn)。和是減振器選擇的重要參數(shù)，其中彈簧剛度可由式（2-7）計(jì)算得出：（2-7）可得，2.10懸架零部件設(shè)計(jì)2.10.1輪芯設(shè)計(jì)FSAE賽車為后輪提供驅(qū)動(dòng)力，前輪為轉(zhuǎn)向輪。輪芯在設(shè)計(jì)使需要與輪轂的裝配，制動(dòng)盤與制動(dòng)卡鉗的安裝，且前輪與后輪的輪輛尺寸、制動(dòng)卡鉗型號(hào)、制動(dòng)盤及輪毅軸承都一樣故前后輪芯的區(qū)別只有后輪為與半軸匹配需要比前輪多一段花鍵。在輕量化的設(shè)計(jì)思路下，輪芯為一個(gè)中空的設(shè)計(jì)方式，見圖2.7圖2.7輪芯三維模型2.10.2立柱的設(shè)計(jì)（1）前立柱的設(shè)計(jì)前立柱依據(jù)制動(dòng)卡鉗安裝位、輪惘尺寸和輪毅軸承尺寸。便可設(shè)計(jì)出前立柱。（2）后立柱的設(shè)計(jì)與前立柱不同的是后立柱需要多一個(gè)鉸接點(diǎn)的位置，以限制立柱的轉(zhuǎn)動(dòng)。前后立柱如圖2.8。2.8前立柱（左）后立柱（右）2.10.3控制臂的設(shè)計(jì)控制臂使用兩根尺寸為?14X2mm的鋼管焊接而成，交叉處焊接有一個(gè)軸承座，以安裝型號(hào)PB8的向心關(guān)節(jié)軸承與立柱連接為紋的接頭。控制臂與車架連接段焊接有兩個(gè)帶M8內(nèi)螺軸承座以方便桿端關(guān)節(jié)軸承的連接與調(diào)整。前懸架的上控制臂和下控制臂都采用了一個(gè)銳角三角形的設(shè)計(jì)，以獲得最佳的力學(xué)結(jié)構(gòu)。后懸架的上控制臂下控制臂設(shè)計(jì)為一個(gè)接近直角三角形的銳角三角形的設(shè)計(jì)，見圖2.92.9前懸橫臂（左），后懸橫臂（右）2.10.4搖塊結(jié)構(gòu)搖塊中共3個(gè)鉸點(diǎn)，一個(gè)是與車架連接，其作用是將搖臂與車架進(jìn)行固定并讓搖臂繞著這個(gè)軸連接點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，一個(gè)是與減震器連接租后一個(gè)是與推桿連接。2.10.5懸架的裝配將懸架的各零部件與車架進(jìn)行裝配后即得到圖2.10所示。圖2.10懸架裝配2.10懸架設(shè)計(jì)參數(shù)總結(jié)通過(guò)之前的計(jì)算和設(shè)計(jì)，得到了前后懸架的參數(shù)如下表：表2.2懸架設(shè)計(jì)參數(shù)總表前懸架后懸架主銷內(nèi)傾角°60主銷后傾角°50車輪前束°-10車輪外傾°-10主銷長(zhǎng)度mm250259上橫臂長(zhǎng)度mm320268下橫臂長(zhǎng)度mm398336橫臂夾角mm6045側(cè)傾高度mm2540質(zhì)心高度mm310偏頻Hz3.12.93.FSAE賽車前后懸架的運(yùn)動(dòng)仿真分析ADAMS軟件簡(jiǎn)介ADAMS，即機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)自動(dòng)分析(AutomaticDynamicAnalysisofMechanicalSystems)，該軟件是美國(guó)MDI公司(MechanicalDynamicsInc.)開發(fā)的虛擬樣機(jī)分析軟件。用戶界面模塊(ADAMS/View) ADAMS/View是ADAMS的主要模塊之一。與用戶基礎(chǔ)交互式圖形環(huán)境結(jié)合的圖標(biāo)的操作，菜單操作時(shí)，鼠標(biāo)點(diǎn)擊操作交互式建模時(shí)間表，仿真，動(dòng)畫，優(yōu)化，加工XY曲線，結(jié)果的分析和數(shù)據(jù)和其他功能的打印在一起。求解器模塊（ADAMS/解算器）是ADAMS家族的主要模塊中的一個(gè)，并且是ADAMS產(chǎn)品中站核心地位的。該軟件會(huì)自動(dòng)建立和模，提供靜態(tài)解，運(yùn)力學(xué)。的有多種選擇和建模解決方案，以正確有效地處理各種工程應(yīng)用。后處理模塊（ADAMS/PostProcessor中）已開發(fā)后處理器模塊ADAMS/后處理，用來(lái)處理數(shù)據(jù)的仿真結(jié)果表明，模擬動(dòng)畫。您可以在ADAMS/View環(huán)境或環(huán)境中運(yùn)行。亮點(diǎn)是：轎車模塊(ADAMS/Car)ADAMS/汽車是一個(gè)軟件包，用于車輛公司，如馬，發(fā)，以自己計(jì)和汽車發(fā)展結(jié)合起來(lái)，使工程師能夠快速創(chuàng)建原型的車輛，包括人體的發(fā)動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，制動(dòng)系統(tǒng)等，工程測(cè)試條件下（如天氣，路況，體驗(yàn)可視化驅(qū)動(dòng)器）和操作者的輸出穩(wěn)定性，制動(dòng)，全性設(shè)置，從而減依賴性，費(fèi)時(shí)僅僅是試的ADAMS/車采用專為專業(yè)訓(xùn)練，你可以使用該軟件進(jìn)行卓有成塊包括車輛動(dòng)態(tài)和設(shè)計(jì)懸架的，其中包括：、沖輸入、,，測(cè)試，，制動(dòng)試驗(yàn)過(guò)程中度、變等3.1懸架模型的建立3.1.1前懸架關(guān)鍵點(diǎn)定位參數(shù)根據(jù)前懸架裝配圖，測(cè)量出前懸架各關(guān)鍵點(diǎn)的空間坐標(biāo)如表3-1所列（左側(cè)車輪懸架參數(shù)），從而為ADAMS/Car中前懸架模型的建立提供依據(jù)。表3-1左側(cè)前懸架各點(diǎn)空間坐標(biāo)3.1.2在ADAMS/Car中創(chuàng)建硬點(diǎn)首先啟動(dòng)ADAMS/Car，進(jìn)入TemplateBuilder模塊。在File下拉菜單里選擇New，新建一個(gè)前懸架模型文件。其次進(jìn)行的是硬點(diǎn)的建立。在Build下拉菜單中，選擇Hardpoint，在Hardpoint的下拉菜單中選擇New，即創(chuàng)建新的硬點(diǎn)。在彈出的對(duì)話框中（圖3.1），按照表3-1中所列各點(diǎn)的信息，輸入硬點(diǎn)名稱及對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)，依次創(chuàng)建各硬點(diǎn)。（注意：各點(diǎn)創(chuàng)建的時(shí)候，Type類型始終選擇Left選項(xiàng)）最后，硬點(diǎn)創(chuàng)建完成，如圖3.2、圖3.3所示。圖3.1硬點(diǎn)的創(chuàng)建對(duì)話框3.1.3在ADAMS/Car中創(chuàng)建部件以上橫臂的創(chuàng)建為例，首先選擇點(diǎn)Upper_arm_mid創(chuàng)建Part，命名為Front_upper_wishbone，如圖3.4所示，Type類型仍舊選擇Left。然后是為上橫臂創(chuàng)建Geometry，創(chuàng)建上橫臂的前方A臂，順序?yàn)锽uild>>Geometry>>Link>>New，將新建的Geometry命名為Front_upper_arm_front，如圖3.5所示。以同樣的方式建立上橫臂其他桿件。創(chuàng)建完成的上橫臂圖形如圖3.6。圖3.4創(chuàng)建Part圖3.5創(chuàng)建Geometry_Link圖3.6上橫臂圖前懸架的其他部件的創(chuàng)建方式同上，以類似的方式創(chuàng)建其他部件。完成后如圖3.7所示。3.1.4在ADAMS/Car中創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)副為了能讓懸架各部件能夠相互獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)，需要在各部件之間加上運(yùn)動(dòng)副。在橫臂與車架的鉸接點(diǎn)出需要加上旋轉(zhuǎn)副，橫臂與立柱的鉸接點(diǎn)出需要加上球副等。在建立joint時(shí)，Active選項(xiàng)要選擇kinematicmode-運(yùn)動(dòng)學(xué)模式，同時(shí)，在選擇文件的時(shí)候都要統(tǒng)一的選擇左側(cè)文件，這樣才能夠在左右兩側(cè)對(duì)稱的生成部件，如圖3.8所示。各部位加完運(yùn)動(dòng)副之后如圖3.9所示。圖3.8Joint的創(chuàng)建在此過(guò)程中還要為懸架添加阻尼器和彈簧。順序?yàn)椋菏紫葎?chuàng)建Generalpart，然后通過(guò)Build>>Force>>Damper>>New創(chuàng)建Damper，最后在通過(guò)Force>>Spring>>New創(chuàng)建Spring。自此，前懸架的基本模型的建立基本完成。圖3.9各運(yùn)動(dòng)副添加完成3.1.5后懸架模型建立后懸架的建立過(guò)程與前懸架相同，建立完成后如圖。3.2懸架模型的運(yùn)動(dòng)仿真3.2.1設(shè)置懸架參數(shù)定義懸架主銷方法如下，點(diǎn)擊Build下拉菜單，選擇SuspensionParameters>>CharacteristicsArray>>Set，如圖3.10所示。圖3.10定義懸架主銷設(shè)置Toe/Camber數(shù)值點(diǎn)擊Build下拉菜單，選擇SuspensionParameters>>Toe/CamberValues>>Set，如圖3.11所示。根據(jù)已經(jīng)設(shè)計(jì)好的前束和車輪外傾角值輸入到彈出的對(duì)話框中。圖3.11設(shè)置前束和外傾角3.2.2建立通信器Communicator建立通信器Communicator的基本信息Info點(diǎn)擊Build下拉菜單，選擇Communicator>>Info,彈出窗口如圖3.12所示。圖3.12創(chuàng)建Communicator>>Info點(diǎn)擊OK后，彈出信息窗口，如圖3.13.圖3.13Info的信息窗口建立通信器Communicator的Output信息點(diǎn)擊Build下拉菜單，選擇Communicator>>Output>>New,彈出窗口如圖3.14所示。圖3.14Output窗口安此方法分別創(chuàng)建三個(gè)OutputCommunicator，他們是Suspension_mount、Suspension_upright、Wheel_center。創(chuàng)建TestCommunicator點(diǎn)擊Build下拉菜單，選擇Communicator>>Test,彈出窗口如圖3.15所示。圖3.15Test設(shè)置窗口點(diǎn)擊OK后彈出的信息窗口如圖3.16。圖3.16Test信息窗口3.3.3懸架模型的仿真通過(guò)按鍵盤上的F9鍵，切換至Standard界面。創(chuàng)建Subsystem點(diǎn)擊File>>New>>Subsystem，創(chuàng)建一個(gè)新的Subsystem。如圖3.17。圖3.17Subsystem的創(chuàng)建創(chuàng)建SuspensionAssembly點(diǎn)擊File>>New>>SuspensionAssembly，創(chuàng)建一個(gè)新的SuspensionAssembly，如圖3.18。圖3.18NewSuspensionAssembly創(chuàng)建窗口點(diǎn)擊OK后彈出的信息窗口如如3.19所示，證明NewSuspensionAssembly已經(jīng)創(chuàng)建完成。圖3.29NewSuspensionAssembly創(chuàng)建完成后的信息窗口完成后的界面窗口如圖3.20。Kinematictoggle設(shè)置點(diǎn)擊Adjust>>Kinematictoggle，在彈出的窗口中將CurrnetMode項(xiàng)切換至Kinematic模式，如圖3.21.圖3.21Kinematictoggle設(shè)置SuspensionAssembly的仿真點(diǎn)擊Simulate>>SyspensionAnalysis>>ParallelWheelTravel．．．進(jìn)行測(cè)試信息的設(shè)置。車輪跳動(dòng)行程為±30mm。如圖3.22所示。圖3.22測(cè)試信息設(shè)置窗口設(shè)置完成后彈出的提示信息如圖3.23，證明內(nèi)部測(cè)試已經(jīng)完成。可以通過(guò)Review>>AnimationControl觀看運(yùn)動(dòng)過(guò)程。圖3.23信息提示窗口3.3前輪定位參數(shù)的仿真曲線在ADAMS/Car的Standard界面中，完成模型的仿真參數(shù)設(shè)置后，通過(guò)F8鍵切換到輸出曲線的界面。在左上角的小選項(xiàng)窗里選擇Animation，在右側(cè)的空白窗口中右擊選擇LoadAnimation，選擇進(jìn)行仿真運(yùn)動(dòng)的模型名稱，則出現(xiàn)圖3.24界面。點(diǎn)擊向右的播放圖標(biāo)，會(huì)在上面的模型窗口中顯示模型運(yùn)動(dòng)的動(dòng)畫。圖3.24模型運(yùn)動(dòng)顯示窗口在Animation選項(xiàng)框中選擇Plotting，則會(huì)出現(xiàn)曲線圖紙界面，圖3.26.在菜單欄里選擇Plot>>CreatPlots，在彈出的對(duì)話框（圖3.25）中PlotConfigurationFile中右擊，選擇tbl_suspension_paralle_travel.plt，后點(diǎn)擊OK，即創(chuàng)建出各參數(shù)的圖紙模板。隨后在左側(cè)窗口中出現(xiàn)懸架各參數(shù)曲線圖的名稱，例如選擇page_camber_angle，則在右側(cè)窗口中會(huì)出現(xiàn)前輪外傾角的曲線圖。若選擇Page1，然后在下側(cè)Filter中選擇userdefind，在Request窗口中選擇相應(yīng)的參數(shù)，之后在Component選擇left或right，然后，再點(diǎn)擊右側(cè)的AddCurves，曲線就會(huì)顯示在上方窗口中了。再看其他參數(shù)的曲線，可以點(diǎn)擊ClearPlot，先清除現(xiàn)有的曲線，然后，再選擇想要看的曲線參數(shù)，點(diǎn)擊AddCurves即可。圖3.25創(chuàng)建Plot模板圖3.26曲線圖通過(guò)以上步驟，得出的各參數(shù)曲線如下：主銷內(nèi)傾角隨車輪跳動(dòng)量變化的曲線圖3.28主銷內(nèi)傾角隨車輪跳動(dòng)量變化圖3.29為隨車化曲線，也有使輪回正的作用。主不能過(guò)過(guò)小，如果在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中變化過(guò)大會(huì)加速輪胎的磨損，不利于車定性。由圖可次設(shè)計(jì)模型的變化范圍為0.95°，在車內(nèi)變?cè)O(shè)計(jì)要求。主銷后傾角隨車輪跳動(dòng)量變化的曲線圖3.30主銷后傾角隨車輪跳動(dòng)量變化圖3.30為賽車移曲線，使賽車具有一定的穩(wěn)矩，有利于線行駛穩(wěn)定，但過(guò)大會(huì)造成車手轉(zhuǎn)向力過(guò)大，操控不便，本次設(shè)計(jì)賽車前懸架模型的變化范圍為0.01度，在車輪跳動(dòng)行程內(nèi)變，符合設(shè)計(jì)要求。前輪前束隨車輪跳動(dòng)量變化的曲線圖3.31前輪前束隨車輪跳動(dòng)量變化的曲線圖3.31為的變化曲線，在安裝車輪時(shí)通過(guò)設(shè)抵輪向外滾動(dòng)的趨勢(shì)，如果運(yùn)動(dòng)過(guò)程中變化過(guò)大會(huì)導(dǎo)的側(cè)擺。本次設(shè)計(jì)中，前為0.479°，符計(jì)要求。車輪外傾角隨車輪跳動(dòng)量變化的曲線圖3.33車輪外傾角隨車輪跳動(dòng)量變化的曲線圖3.33為車輪跳動(dòng)量變化的曲線，在靜止時(shí)車輪外傾角為-1.0°，隨著車輪上跳車輪外傾呈變大趨勢(shì)。范圍為0.89°，小于理想圍2°。5）前懸車輪輪距隨車輪跳動(dòng)曲線圖3.31前輪輪距隨車輪跳動(dòng)量變化的曲線圖3.31為前曲線，輪距發(fā)生變化會(huì)使車力，影性。同時(shí)，輪量大損，降低輪胎的使用壽命，本次設(shè)計(jì)前為4.33mm，小于一般要求的10mm。且符合輪距隨著車輪上調(diào)增大，隨車輪下跳減小。6）前懸側(cè)傾中心隨車輪跳動(dòng)變化曲線圖3.32前輪側(cè)傾中心隨車輪跳動(dòng)量變化的曲線在賽車的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，由于路面度，此時(shí)之間的相置發(fā)生變化，造成前數(shù)發(fā)生化，如果變化較大，會(huì)加胎的磨損，能，原則上，前輪定位參數(shù)的變化不能太大。根據(jù)仿真結(jié)果從各圖中可知在車輪跳動(dòng)范圍內(nèi)前輪參數(shù)的變化在允許范圍之內(nèi)。3.4后輪定位參數(shù)的仿真分析將建立好的后懸架的總裝配加載進(jìn)ADAMS進(jìn)行析，與前懸架相同，作車輪同真，設(shè)定車輪上為30mm。仿真結(jié)束后得到后車輪的定位參數(shù)等仿真曲線。3.6.1后車輪定位參數(shù)仿真曲線相對(duì)于言，后需要考慮轉(zhuǎn)向相關(guān)的功能，但車操縱穩(wěn)定性的要求提高，后有前束的要求。后輪前束角隨車輪跳動(dòng)量變化的曲線圖3.33后輪輪距隨車輪跳動(dòng)量變化的曲線圖3.33為后線。對(duì)于賽而言，當(dāng)行駛時(shí)沒(méi)有會(huì)使后輪在用下發(fā)生前后面的情況，會(huì)加磨損。前范圍應(yīng)該比較小，且在車輪上調(diào)時(shí)呈減小的趨勢(shì)。如上圖所示，本次設(shè)計(jì)的后懸架前束的變化量極小，符合設(shè)計(jì)要求。2）后車輪輪距隨車輪跳動(dòng)的變化曲線圖3.34后車輪輪距隨車輪跳動(dòng)的變化曲線圖3.34為后車跳線，后輪輪量大會(huì)造成輪胎的磨損，降低使用，本次設(shè)計(jì)前輪輪距變化量為小于一般要求的10mm，在合理的范圍內(nèi)。

參考文獻(xiàn)[1].吉林大學(xué)汽車工程系.汽車構(gòu)造.北京：人民交通出版社，2005.9[2].余志生.汽車?yán)碚?北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.3[3].焦鳳,陳南,秦緒柏.四輪轉(zhuǎn)向汽車操縱動(dòng)力學(xué)虛擬仿真分析.汽車工程，2004，No.1[4].劉美燕.FSAE賽車懸架仿真分析及操縱穩(wěn)定性虛擬實(shí)驗(yàn).湖南大學(xué).2008[5].劉晨曦.FSAE大學(xué)生方程式賽車操縱穩(wěn)定性的研究.合肥工業(yè)大學(xué).2011[6].龔航，李耀平，晁潔，張晉嘉，余明江.FormulaS