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FSAE赛车制动性能仿真与优化

万方数据

圈1赛车制动时的受力圈

车在制动过程中,可以分析车轮在制动过程中的受力,分析载荷在轴间的分配对制动效能的影响。将该两轴赛车简化为两轮模型。直线行驶时认为同轴左右车轮载荷状况相同。图1中忽略了汽车的滚动阻力偶矩、空气阻力以及旋转质量减速时产生的惯性力偶矩,分别对前后车轮接地点取力矩,得:

』%=詈(a+誓警)。。,

【如=詈(n一等害)

式中:,■,f么分别为路面对前后轴的法向作用力;

G为汽车重力;

a,b分别为质心至前后轴中心线的距离;

警为制动减速度;

h。为汽车质心高度。

3制动力分配比的确定

3.1制动力分配比

卢=≤薏(2)由国外车队参考资料,得出制动力分配系数初值为卢=0.65。

3.2直线制动的最佳制动力分配

设赛车前轮刚要抱死或汽车前后轮同时刚要抱死的减速度为警=锷,其中z为制动强度。

巳-=卢iG面du=卢。G‘:(3)联立(1)、(3)式,分别得到前后轴利用附着系数

妒,争:—鱼一(4)

竹。万2—-}(b+—zhs)‘4’

鼽:孕:≯—吐(5)

鼽2瓦2藕¨’前后轴的制动附着效率为‘23

弓=寺=丽b/L

上a/L

(6)

(7)由于后轮先抱死容易发生后轴侧滑,是一种不稳定、危险工况,故取妒,≤妒≤鼽,由式(6)、(7)可以得出制力分配比的极限关系为旧一1:

(t+妒生L-tp彘)≤卢≤(妒等+壶)(8)式中,zmi。为整车应达到的最小制动强度。

利用不等式(8),可以确定0.2(湿滑路面)≤妒≤0.8(干燥路面)的条件下,满载工况制动力分配比的允许范围。

4优化设计

4.1设计变量

以制动力分配比J8为设计变量。

4.2目标函数

附着系数p在制动强度Z=0.2~0.8的范围内,应尽可能接近防止车轮抱死需要的附着系数,此时地面的附着条件发挥得越充分,汽车轴间制动力分配为最佳”1。由于该赛车为单人驾驶且对驾驶员体重有严格要求,故各工况整车质量及重心位置变化很小,故只需考虑单一满载工况即可。所以当制动强度Z=0.2—0.8范围内变化时,根据汽车满载前、后轴实际附着系数,以实际利用曲线与理想曲线间差值的平方和为最小来建立目标函数。即:

minF(|IB)=∑[(盼一z)2+(仍一:)2](9)4.3约束条件

汽车在任何载荷情况下都要满足ECE制动法规要求。我们设计的赛车只供单人驾驶,属于M1类车辆。ECE制动法规和GBl2676—1999对Ml类汽车前后制动力分配要求如下:1)制动强度Z=0.1—0.61之间时,前轴利用附着系数曲线妒,应在后轴利用附着系数曲线仍的上方,且两轴都应满足妒≤《半;

2)当制动强度Z=0.3一o.45之间,车辆处于各种载荷时,前轴利用附着系数曲线研应在后轴利用附着系数曲线佴之上;若后轴利用附着系数曲线妒,不超过直线妒=z+0.05,允许后轴利用附着系数曲线佴在前轴利用附着系数曲线似的上方。但在本车制动设计时考虑到赛车速度较高,安全起见原则上不允许后轮先抱死。

综上所述,可得数学约束条件得:

”(竹一尝)m…。≤o(10)

”(纩等)…m。。≤0(11)

c3=(t,o,一竹)nI‘z‘n6I≤0(12)

一187—万方数据

万方数据

‘I)二蠢兰角化一格O崎利用t莱点变形后的叶片一播(c)坟理贴圈后的3D叶片

圈7七叶树建模和渲染效果圈

5总结与展望

随着数字林业、虚拟植物可视化技术的快速发展,高度真实感的叶片建模仿真和渲染技术已成为植物形态结构可视化的重点。由于叶片结构和叶脉表面特征复杂,给高度真实感的虚拟植物建模仿真带来了挑战。本文提出了一种基于图像的真实感叶片建模方法,在实现过程中,充分考虑了植物叶片的生理生态特征,并引入了大量几何建模方法和数学思想,实现了二维和三维真实感树叶模型的创建。实验证明该算法能有效的对植物叶片进行可视化建模和绘制。论文的研究成果将为今后树叶纹理库以及模型库创建和交互式的植物茎叶器官的可视化建模提供了基础。

在三维叶片变形中,通过手动方法添加叶脉骨架控制点。另外,叶片建模和渲染中没有考虑光照、阴影和透明效果。叶脉的自动生成和提取以及如何模拟光照和透明效果都是需要迸一步研究的内容。

参考文献:

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[作者简介】

王立臣(1982.1一),男(汉族),吉林敦化市人,硕

士研究生,主要研究领域为:虚拟景观、虚拟植物;

淮永建(1970.10一),男(汉族),山西运城人,博士

后,副教授,硕士生导师,主要研究领域为:虚拟现实

。技术、虚拟景观、数字林业;

杨刚(1977.6一),男(汉族),山西长治人,博士,讲师,主要研究领域为:计算机图形学、虚拟现实;

罗岱(1974.10一),男(汉族),云南人,在读博士,讲师,主要研究领域为:多媒体、林业可视化。

(上接第188页)

[6]薛定宇,陈阳泉.基于MATLAB/Simulink的系统仿真技术与应用[M].北京:清华大学出版社,2003.165—175.

[7]林金木,雷桂元.同步附着系数的优化[J].湖南大学学报,1997.

一208一

[作者简介]

唐应时(1946一),男(汉族),湖南湘乡人,湖南大

学机械与运载工程学院教授,研究方向为汽车底盘

设计与仿真;

李雪鹏(1981一),男(汉族),山西运城人,湖南大学机械与运载工

程学院硕士研究生,研究方向为汽车底盘设计与仿真;

肖启瑞(1983一),男(汉族),江西赣州人,湖南大学机械与运载工

程学院硕士研究生,研究方向为汽车底盘设计与仿真;

陈明媚(1983一)。女(汉族),福建莆田人,湖南大学机械与运载工

程学院硕士研究生。研究方向为汽车底盘设计与仿真。万方数据

FSAE赛车制动性能仿真与优化

作者:唐应时, 李雪鹏, 肖启瑞, 陈明媚, TANG Ying-shi, LI Xue-peng, XIAO Qi-rui,CHEN Ming-mei

作者单位:湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室,湖南,长沙,410082;湖南大学机械与运载工程学院,湖南,长沙,410082

刊名:

计算机仿真

英文刊名:COMPUTER SIMULATION

年,卷(期):2010,27(5)

被引用次数:2次

参考文献(7条)

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2.余志生汽车理论 2000

3.刘惟信汽车设计 2001

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5.孟树兴汽车轴间制动力分配优化设计与制动性能计算机仿真研究[学位论文] 2003

6.薛定宇;陈阳泉基于MATLAB/Simulink的系统仿真技术与应用 2003

7.林金木;雷桂元同步附着系数的优化 1997

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3.于国飞.黄红武.吴俊辉.YU Guo-fei.HUANG Hong-wu.WU Jun-hui基于有限元的FSAE赛车车架的强度及刚度计算与分析[期刊论文]-厦门理工学院学报2009,17(4)

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5.柴天FSAE赛车整车性能分析与研究[学位论文]2009

6.张武FSAE赛车操纵稳定性的仿真研究[学位论文]2008

7.方遒.苏建彬.黄旸.刘镜.FANG Qiu.SU Jian-bin.HUANG Yang.LIU Jing FSAE赛车电器设置与仪表研制[期刊论文]-厦门理工学院学报2009,17(4)

8.郭刚.葛晓宏.黄红武F-SAE赛车后悬架优化分析[期刊论文]-机电技术2011(2)

9.洪汉池.吴金镇.HONG Han-chi.WU Jin-zhen FSAE赛车吸能器试验研究[期刊论文]-厦门理工学院学报

2010,18(2)

10.刘美燕FSAE赛车悬架仿真分析及操纵稳定性虚拟试验[学位论文]2008

引证文献(2条)

1.朱为国.刘峰利用Matlab/Simulink的轮式汽车制动过程仿真分析[期刊论文]-现代制造工程 2012(10)

2.贺绍华.阳林.廖世豪.彭才望FSAE赛车制动系统设计[期刊论文]-农业装备与车辆工程 2012(12)

本文链接:https://www.doczj.com/doc/ce2596211.html,/Periodical_jsjfz201005045.aspx

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