方程式赛车悬架系统设计分析中期报告

122研究与探索Research and Exploration ·工艺与技术中国设备工程 2017.05 (上)中国大学生方程式汽车大赛（简称FSAE）在2010年首次举办，迄今为止已经成功举办了7届，中国大学生方程式汽车大赛为培养学生汽车设计、加工制造、成本控制和车队成员间协作的能力提供了良好的工程实践平台；此外，参与比赛可为各大参赛院校间提供广阔的交流平台，进而推动各院校间学术交流。

1 设计思路FSAE 赛事规则要求赛车悬架系统必须满足以下要求：能够保证赛车具备良好的行驶平顺性、良好的操纵稳定性、合适的衰减振动能力；能可靠的传递车轮和车身之间的各种力和力矩，保证有足够的强度和使用寿命；在赛车制动和加速时保证车身稳定，减小车身纵倾，确保转弯时车身侧倾角合适；便于布置和维护。

根据赛事规则制定FSAE 赛车悬架系统的初步设计流程，如图1所示。

图1 方程式悬架系统设计流程2 前、后悬架基准参数计算选定根据方程式大赛的规则，查阅相关的资料，确定主要基准参数，如表1所示；悬架系统车轮定位参数如表2所示。

表1 悬架基准参数表2 车轮定位参数3 减震器、横向稳定杆的设计3.1 减震器的选取赛车偏频的选取与悬架刚度有直接关系，为了避免共振，偏频的选取不宜一致，同时基于性能的考虑，综合去年FSAE 赛车设计经验，此次赛车悬架偏频的选取为前悬n1=3.2Hz，后悬n2=2.6Hz。

利用赛车整车参数计算适乘刚度，以此来选择合适的弹簧。

悬架传递比为：25.2i MR = （1）前悬弹簧刚度： （2）后悬弹簧刚度： 2)(MR K K WRSR= （3）根据计算数据并参照弹簧参数表，选择前悬为310lb/in,后悬为300lb/in 的弹簧。

对应的弹簧刚度分别为：KS 1=54.3kN/m；KS 2=52.5kN/m。

由此可计算出悬架的实际上跳行程，由于侧倾增益值1.91°/g，不在低负升力赛车的侧倾增益取值范大学生方程式赛车悬架系统设计与仿真分析吴雪玲，倪彰，何宇，张兴，顾迪，赵越（江苏理工学院 汽车与交通工程学院，江苏 常州 213000）摘要：按照FSAE 赛事对赛车及悬架系统的设计要求，以整车基本参数和设计规则为参照依据，选定轮胎、轮辋型号，利用CATIA 软件建立了FSAE 赛车悬架系统的几何模型，对减震器、横向稳定杆等进行结构设计，利用Adams/Insight 软件对轮胎跳动时悬架参数变化进行对比分析与优化，并运用ANSYS 软件对悬架的主要受力部件进行分析。

毕业论文题目大学生方程式赛车设计（前、后悬架设计）2013年05月30 日大学生方程式赛车设计（前、后悬架设计）摘要本设计为中国大学生方程式汽车大赛（Formula SAE - China，简称"FSAE"）赛车前、后悬架总成设计。

悬架总成是汽车的一个重要组成部分，它的功用是把路面作用于车轮上的垂直反力、纵向反力和侧向反力以及这些反力所造成的力矩传递到车架上，以保证汽车的正常行驶。

本次设计根据大学生方程式汽车大赛的比赛规则及赛车设计具体参数要求，参考各种赛车悬架资料，分析各种悬架类型的优缺点，参考国际国内方程式汽车大赛的赛车设计方案，初选出了多连杆悬架和双横臂悬架，然后进行进一步的分析，并最终确定适合赛车运动的悬架形式---不等长双横臂式螺旋弹簧独立悬架。

设计中运用运动学原理分析各机构运动关系、确定尺寸参数,运用理论力学、材料力学知识计算悬架各部件的受力，以满足各零部件的强度要求。

本次设计运用了CAD2008画平面图，并运用UG NX 7.0建立悬架模型，进行运动分析和高级仿真。

关键词：悬架，减振器，导向机构，定位参数，建模，运动分析This design for Chinese University students formula car（front and rear suspension design）ABSTRACTThis design for Chinese University students formula car contest (Formula SAE-China, referred to as "FSAE.") racing front and rear suspension design. Suspension Assembly is an important component of the car, its function is to act on the pavement on vertical force, longitudinal force and lateral force as well as the reaction caused by the moment passed to the frame, in order to ensure that the vehicle's normal driving.This design according to the formula of college car racing rules and concrete parameters design requirements, refer to the data of many racing suspension , analysis of the advantages and disadvantages of various suspension type, and ultimately determine the suitable for motor sport suspension---differ long double wishbone arm typed spiral spring independent suspension. Determine the use of unque length double wishbonecoil springindependent suspension,calculated and verified, to the rule of the game,and the actual needs of the cars’s roll center,select the suspension of the car-oriented institutions,and then according to the positioning of the wheel parameterspreliminary design calcuations on the dimensions of the upper and lower wishbone front and rear suspension and frame size as well as track and wheelbase dimensions,and the subsequent stress analysis under various conditions on the suspension,and determine the final suspension size and locationaramerers.In the design application kinematics analysis of the relationship between the various bodies exercise、determine the size parameters, use of theoretical mechanics, material mechanics calculation of the various components of suspension force to meet the strengthrequirements of all parts This design employs CAD2008 draw the floor plan, and to use UG NX 7.0 establish suspension models, kinematic analysis and advanced simulation.KEY WORD：Suspension, shock absorbers, guide mechanism, positionalparameter, modeling, motion analysis符号说明M 汽车总质量，KgL 轴距，mmB1前轮距，mmB2后轮距，mmh g 最小离地间隙, mmG1 满载时前轴负荷分配, NG2 满载时后轴负荷分配, NR 车轮半径，mmB 轮胎宽度,mmk动载系数,1ψ附着系数，mmγ主销后倾角,mmβ 主销内倾角,°α 车轮外倾角,°C 主销偏置距,°N 弹簧有效圈数,1ω1前悬架偏频，Hzω2后悬架偏频，Hz目录第一章绪论 (1)§1.1 赛事简介 (1)§1.2 赛事意义 (1)§1.3 分析各种悬架类型优缺点 (2)§1.3.1 概述 (2)§1.3.2 悬架分类及优劣分析 (3)第二章前、后悬架设计 (7)§2.1 确定悬架类型 (7)§2.2 赛车悬架设计要求分析 (9)§2.3 确定车轮定位参数 (9)§2.4 确定悬架参数 (10)§2.4.1 悬架静挠度f (10)c§2.4.2 悬架动挠度f (10)c§2.4.3 导向机构的设计 (11)§2.4.4 悬架尺寸设计 (14)§2.5 受力分析及强度校核 (18)§2.5.1 路面不平路况 (19)§2.5.2 加速制动的车况 (20)§2.5.3 转弯的车况 (21)第三章减震器设计 (28)§3.1 弹簧设计计算 (28)§3.1.1 前悬架弹簧设计 (28)§3.1.2 后悬架弹簧设计 (28)§3.2 减震器设计及计算 (29)§3.2.1 前悬架减震器设计 (29)§3.2.2 后悬架减震器设计 (30)第四章横向稳定杆设计 (31)§4.1 概述 (31)§4.2 横向稳定杆设计及计算 (31)§4.2.1 前悬架稳定杆设计 (31)§4.2.2 后悬架稳定杆设计 (32)第五章建立模型，运动分析 (33)第六章结论 (36)参考文献 (37)致谢 (38)第一章绪论§1.1 赛事简介中国大学生方程式汽车大赛（简称“中国FSC”）是一项由高等院校汽车工程或汽车相关专业在校学生组队参加的汽车设计与制造比赛。

大学生方程式赛车悬架设计大学生方程式赛车悬架设计加布里埃尔·德·波拉爱德华多圣保罗大学摘要独立完成一次大学生方程式赛车的悬架设计。

首先分析赛规，通常，赛规会对悬架的最小行程和轴距作出限制，并且给出本次设计所要达成的最终目的，除此之外还会评判出得分最高的一个团队。

本文会讨论到轮胎的运动，并详细分析前后悬架的拉杆不等长的摆臂。

维度论是基于CAD的尺寸限制发展出来的。

在总的力与时间的图上分析了暂态稳定、控制和操纵性能。

在分析运动学和动力学时创建了多体模型。

该模型能模仿侧翻，驾驶和操纵并且能进行几何调整，使得弹簧和阻尼器实现其性能。

前言美国汽车工程师学会举办的大学生方程式汽车大赛激励学生们去设计、制作一个小的方程式风格的赛车，并参加比赛。

竞争的基础是假设一个公司集合了一个工程师团队来制造一个小的方程式赛车。

第一步是分析赛事规则，赛规限制悬架系统的最小轮距为50mm，轴距大于1524mm。

FSAE悬架工作在一个狭窄的车辆动力学范围，这是由于赛道尺寸决定的有限过弯速度，140公里每小时为最高速度和60公里每小时为转弯最高速度。

比赛的动态部分包括15.25m的直径防滑垫，91.44m的加速项目，0.8km的越野赛，44km耐力赛。

设计目标已经给定并且会评判出得分最高的十个团队。

悬架系统的几何部分集中在一些悬架设计理念和亮点的基本领域。

因此，FSAE悬架设计应该集中在竞赛的限制因素方面。

例如，车辆轮距宽度和轴距是决定汽车操纵性设计成功与否的关键因素。

这两个尺寸不仅影响重量传递还影响转弯半径。

设计目标是首先满足赛则，其次降低系统重量，创造最大的机械抓地力，提供快速响应，准确的传输驱动程序的反馈，并能调节平衡。

轮胎和车轮悬架设计过程中采用了“由外而内”的方法，先选择满足赛车要求的轮胎，然后设计悬架以适应轮胎参数。

短的比赛时间和低速的比赛项目都要求轮胎快速达到其工作温度。

轮胎对于车辆操纵性很重要，设计团队应当充分地调查轮胎尺寸及可用的化合物材料。

大学生方程式赛车悬架系统的设计研究摘要：悬架是车架（或承载式车身）与车桥（或车轮）之间的一切传力装置的总称。

一般由弹性元件、减震器和导向机构组成，在多数的轿车和客车上还设有横向稳定杆。

悬架的功用是把路面作用于车轮上的垂直反力（支承力）、纵向反力（驱动力和制动力）和侧向反力以及这些反力所造成的力矩都传递到车架（或承载式车身）上，保证汽车的正常行驶。

关键词：悬架系统；刚度；横向稳定杆；计算1.悬架的设计要求具有合适的衰减震动的能力；保证汽车具有良好的操纵稳定性；汽车制动或加速时，要保证车身稳定，减少车身纵倾，转弯时车身侧倾角要合适；结构紧凑、占用空间尺寸要小；安装方便并易于调整；尽可能的传递车身与车轮之间的各种力和力矩，保证强度同时做到轻量化。

2.整车参数整车质量m（包含车手60）：300kg，前后轴距L：1550mm，前轮距B1：1250mm，后轮距B2：1200mm，质心高度h：300mm，前悬静态侧倾中心高度Z RF：15m，后悬静态侧倾中心高度Z RR：25mm，前后载荷比：45:55。

3.设计计算3.1 偏频选定汽车偏频是指汽车前、后部分车身的固有频率（用和表示）。

不同范围的偏频适用于不同类型、不同用途的汽车，一般的取值范围：普通轿车0.5~1.5，适中负升力赛车1.5~2.0，高负升力赛车3.0~5.0以上。

FSAE赛车的前后悬架偏频范围在2.4~3.5，且偏频的大小决定了悬架刚度的大小，影响赛车的舒适性和操纵性能。

综上考虑，前后悬架偏频定为：，。

3.2 悬架刚度计算（1）质心到侧倾轴线的距离计算：图1 横向载荷转移几何如图1所示，，，。

（2）悬架乘适刚度计算：（赛车簧下质量为60kg）赛车簧上质量，前轴左右单侧车轮的簧上质量，后轴左右单侧车轮的簧上质量，前轴左右单侧悬架的乘适刚度，后轴左右单侧悬架的乘适刚度。

（3）前后悬架传动比计算：（轮胎刚度）前后悬架的车轮中心刚度，，前悬架弹簧刚度为，后悬架弹簧刚度为，前悬架传动比，后悬架传动比。

毕业设计说明书学院：机械工程系(专业)：车辆工程题目：方程式赛车悬架系统设计分析毕业设计（论文）中文摘要目录1 绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 FSAE大学生方程式汽车大赛简介 (1)1.3 赛事意义 (4)1.4 课题的主要任务 (5)2 FSAE悬架设计 (6)2.1 FSAE底盘规则概况 (6)2.2 悬架概述 (8)2.3 悬架设计要求 (9)2.4 悬架结构的选型 (10)2.5 双横臂独立悬架导向机构的设计 (11)2.6 FSAE赛车悬架参数 (15)2.7 车轮定位参数 (23)2.8 弹性元件、减震器的选择与布置 (24)2.9 A臂材料与尺寸 (25)2.10 连接件及轴承的选择 (26)2.11 CAD图与CATIA三维实体图 (29)2.12 主要零件的受力分析 (40)3 方程式悬架的运动仿真 (45)3.1 ADAMS软件简介 (45)3.2 ADAMS基本模块 (46)3.3 前悬架模型的建立 (47)3.4 模型的仿真 (53)3.5 仿真曲线的后期处理 (60)结论 (66)参考文献 (67)致谢................................................. 错误!未定义书签。

1绪论1.1引言悬架是现代汽车上的重要总成之一[1]，由于双横臂悬架有较好的运动特性，因此在越来越多的轿车的前悬上得到应用，特别是在赛车上，更是得到广泛运用，其设计好坏对操纵稳定性、平顺性和安全性有着重要的影响。

操纵稳定性不仅影响到汽车驾驶的操纵方便程度, 而且也是决定汽车高速安全行驶的一个主要性能[2]。

本文根据中国FSC大赛规则对赛车的悬架系统进行了设计与分析。

汽车的四轮定位决定了整车的运动性能，前转向轮的定位整合了转向与悬架系统的所有几何参数[3]。

悬架的运动学性能直接影响操纵稳定性等汽车使用性能，而正确的车轮定位参数能够使赛车的运动性能得到良好地发挥，同时还能够增加赛车的安全性与舒适性提高轮胎的使用寿命[4]，减轻驾驶员的驾驶疲劳。

FSE方程式赛车悬架和车架的设计介绍首先让我们来看悬挂系统的设计。

悬挂系统是赛车性能的关键之一，它负责车辆的悬挂和减震功能。

常见的悬挂系统包括双横臂悬挂、麦弗逊悬挂以及多连杆悬挂等。

这些系统的设计目标是提供稳定的悬挂和减震，保持赛车在高速行驶过程中的稳定性和操控能力。

在FSE方程式赛车中，双横臂悬挂是最常见的选择。

双横臂悬挂由上下两个横臂组成，它们连接在车轮和车架之间，通过控制横臂的连接点，可以改变车轮的角度和车辆的姿态。

这种悬挂系统具有良好的悬挂刚度和减震能力，能够提供灵敏的操控和高速稳定性。

减震器是悬挂系统中的关键部件，它通过控制车轮的上下运动来减少车身的震动。

在FSE方程式赛车中，减震器通常采用液压减震器，它利用液体的阻尼效果来控制车轮的运动。

减震器的设计需要考虑赛车在高速行驶和高负荷情况下的稳定性和减振效果。

除了悬挂系统，车架也是FSE方程式赛车设计中的重要部分。

车架是赛车的骨架，它需要具备足够的刚性和强度，以承受高速行驶和强烈的冲击力。

车架通常采用高强度材料，如碳纤维复合材料，以提供轻量化的同时不牺牲结构强度。

在车架的设计中，还需要考虑到空气动力学效应。

FSE方程式赛车的车架通常采用流线型设计，以降低风阻和提高汽车的速度。

车架上会安装机翼和扰流板等辅助空气动力学设备，以增加下压力和稳定性，提供更好的操控性能。

此外，车架的设计还需要考虑底盘的布置和驾驶员的安全。

赛车底盘的设计要求低重心和最小的阻力，以提高车辆的操控性能。

车架还需要提供足够的空间来容纳驾驶员和各种设备，同时保护驾驶员免受冲击和碰撞的伤害。

总之，FSE方程式赛车的悬挂系统和车架是保证车辆性能和操控能力的重要组成部分。

悬挂系统负责提供稳定的悬挂和减震功能，而车架则承载车辆的结构强度和空气动力学效应。

通过合理的设计和材料选择，可以使FSE方程式赛车达到卓越的性能和安全性。

FSE方程式赛车悬架和车架的设计介绍（只翻译悬架部分）Edmund F. Gaffney lll and Anthony R. SalinasUniversity of Missouri-Rolla 概要这是一篇基于UM-Rolla队设计经验的有关SAE方程式赛车悬架和车架的设计介绍性文章。

在这里呈现的是一些基础理论和方法，所以一些刚起步的队伍可以遵循这里面的一些基础来设计他们的赛车。

所列举的例子是参照于UM-Rolla队的1996年的参赛数据。

1.悬架几何学悬架几何方面关注于悬架设计的一些基础性知识并着重于UM-Rolla队1996年的设计。

FSAE的悬架由于受过弯速度的限制只能在汽车动力学很狭隘的一个领域内运作，正如你所知道的，过弯速度又是受到跑道尺寸的限制。

因此，FSAE悬架的设计应该严格遵守比赛的要求。

例如，汽车的轮距和轴距是影响操作稳定性至关重要的因素。

这两个方面不仅影响着载荷转移，同时还影响着过弯半径。

此外，我们不仅只能关注于悬架的几何学方面，还得考虑元件的价格还有市场上是否能买得到。

例如，inboard suspension很容易在市场上买到而outboard suspension可能比较便宜些而且制作起来也更加容易些。

UM-Rolla队使用推杆驱动的螺旋弹簧独立悬架系统。

做出这样的决定主要是因为受到安装技术的限制。

此外，不管是对裁判还是对供应商来说，inboard suspension更为适合如今的赛车。

尽管我们所讨论的是上下臂不等长的悬架系统，但你要知道的是这其中的大部分概念对于其他的悬架系统也同样适合。

轮距如图1所示，轮距是汽车左右两侧车轮中心线之间的距离。

对于过弯来说，这是非常重要的一个概念，因为它可以抵制重力作用于质心的惯性力（CG）和作用于轮胎的侧向力所共同产生的倾覆力矩。

对于赛车设计者来说，轮距是影响赛车横向负荷转移的一个至关重要的因素。

这也就是说，在悬架的运动分析之前，设计者一定要对轮距有个深刻的了解。

第1篇一、实验背景随着我国汽车工业的快速发展，汽车悬架系统作为汽车底盘的重要组成部分，其性能直接影响着车辆的乘坐舒适性、行驶安全性以及操控稳定性。

为了提高汽车悬架系统的性能，本研究对某型汽车悬架系统进行了性能实验，以期为悬架系统的优化设计提供理论依据。

二、实验目的1. 了解汽车悬架系统的基本原理和结构；2. 评估悬架系统的各项性能指标；3. 为悬架系统的优化设计提供理论依据。

三、实验方法1. 实验设备：汽车悬架系统、测力传感器、加速度传感器、计算机等；2. 实验步骤：（1）搭建实验平台，安装好汽车悬架系统；（2）对悬架系统进行标定，确保各传感器正常工作；（3）按照实验方案进行实验，记录实验数据；（4）对实验数据进行处理和分析。

四、实验结果与分析1. 悬架刚度实验（1）实验数据：通过对悬架系统施加不同频率的正弦载荷，记录悬架系统的振动响应，得到悬架刚度随频率的变化曲线。

（2）分析：从实验数据可以看出，悬架刚度随着频率的增加而逐渐减小，说明悬架系统具有较好的高频阻尼性能。

2. 悬架阻尼实验（1）实验数据：通过改变阻尼比，记录悬架系统的振动响应，得到悬架阻尼系数随阻尼比的变化曲线。

（2）分析：从实验数据可以看出，随着阻尼比的增大，悬架系统的阻尼系数逐渐增大，说明悬架系统具有较好的阻尼性能。

3. 悬架振动实验（1）实验数据：对悬架系统施加不同频率的正弦载荷，记录悬架系统的振动响应，得到悬架振动响应随频率的变化曲线。

（2）分析：从实验数据可以看出，悬架振动响应随着频率的增加而逐渐减小，说明悬架系统具有较好的高频振动抑制性能。

4. 悬架性能综合评价根据实验结果，对悬架系统进行综合评价，主要包括以下几个方面：（1）悬架刚度：悬架刚度应适中，以保证车辆在行驶过程中的稳定性和舒适性；（2）悬架阻尼：悬架阻尼应适中，以保证车辆在行驶过程中的平稳性和操控性；（3）悬架振动：悬架振动应较小，以保证车辆在行驶过程中的舒适性。

FSC大学生方程式赛车悬架设计与研究FSC大学生方程式汽车悬架设计与研究摘要悬架的系统设计与优化，是汽车总体设计中极其重要的一个环节。

本设计以北京理工大学珠海学院FSC车队2020年赛车悬架系统的结构设计为研究目标，主要进行了几个方面的研究工作。

本设计结合赛事规则要求，先确定设计思路，对轮距、轴距、前后悬架立柱等相关部件进行计算与设计，分析车轮定位参数对赛车性能的影响，在确定采用不等长双横臂式悬架结构后，选择弹性元件、减振器、导向机构与其他元件的类型，确保其符合赛车悬架设计的相关原则，并利用CATIA软件对其中重要元件进行三维建模设计，最后，基于ADAMS仿真平台，建立赛车悬架的运动学仿真模型，对其进行仿真分析，得到悬架参数模型后，对初选参数进行结果分析，并利用ADAMS对悬架参数进行优化。

关键词：大学生方程式赛车；悬架系统；结构设计；仿真优化Design and Study of Suspension for a FSC CarAbstractThe design and optimization of suspension system is an essential part of the overall design for a race car. This design takes the suspension system of FSC race car designed by the race team ,which is from Beijing institute of technology, Zhuhai, as the research objective. The the design mainly work in several aspects. This design was based on the competition rules of FSC. The calculation of the wheel track and spread of axles as well as the design of some related components including the front and rear suspension column have been conducted after a clear idea of the design had been made. The next step is the analysis of wheel alignment parameters in order to make out whether it affects the performance of the car. When unequal-length wishbone suspension is selected, the paper chose the type of flexible components, absorder, guide mechanism and other parts, and make sure it in the line with some basic principles. After that, we established 3D model with the help of the software of CATIA. Finally, based on the simulation platform of ADAMS, the kinematics simulation model of racing car suspension was established, and the simulation analysis was carried out. After the suspension parameter model was obtained, the results of primary parameters were used to analyze, and the suspension parameters were optimized by ADAMS.Keywords: FSC Race Car; Suspension system; Design of Structure;Simulate and Optimize目录1绪论 (1)1.1本设计的目的与意义 (1)1.2FSC大赛概况 (1)1.3国内外方程式赛车悬架的研究现状 (2)1.3.1国外研究现状 (2)1.3.2国内研究现状 (3)1.4设计研究的主要内容 (3)1.5本章小结 (4)2悬架系统设计 (5)2.1设计原理与思路 (5)2.2悬架形式的确定 (7)2.3相关部件的设计与选型 (8)2.3.1轮辋与轮胎的选型 (8)2.3.2车轮定位参数 (8)2.3.3 轴荷比、轴距与轮距的设计 (9)2.3.4 悬架导向机构的设计 (10)2.3.5 性能参数的计算 (11)2.3.6 前后悬架立柱的设计 (13)2.3.7 减震器的选型 (13)2.3.8悬架基本参数 (15)2.4章节小结 (16)3 悬架三维建模与装配 (17)3.1悬架零部件的三维建模 (17)3.2悬架的装配 (18)3.3章节小结 (19)4 ADAMS悬架建模与仿真 (20)4.1悬架动力学建模 (20)4.2悬架仿真 (21)4.3仿真结果分析 (23)4.4章节小结 (25)5硬点坐标的优化 (26)5.1仿真结果优化 (26)5.2优化前后结果分析 (28)5.3章节小结 (31)6 结论 (32)参考文献 (33)致谢 (34)附录 (35)附录1英文文献原文 (35)附录2中文翻译 (43)附录3前悬架左耳片CAD二维图 (49)附录4前悬架左立柱CAD二维图 (50)1绪论1.1本设计的目的与意义悬架，作为汽车连接车架与车桥的传力装置，是现代汽车上的重要总成之一。

悬架问题分析报告悬架是汽车的重要组成部分，它对汽车的行驶稳定性和悬挂系统的可靠性起着重要作用。

为了保障汽车的正常行驶和减少事故的发生，悬架问题的及时发现和解决至关重要。

因此，本报告将对一些常见的悬架问题进行分析和总结。

首先，我们将着眼于悬架问题的原因。

悬架的主要功能是保证汽车在不平整路面上行驶时的稳定性和舒适性。

然而，长时间行驶、路况恶劣以及缺乏定期保养等因素都可能导致悬架故障。

其中，最常见的问题是悬架弹簧断裂、减震器失效、悬架部件磨损等。

这些问题会导致汽车在行驶时出现颠簸感、行驶不稳定以及悬架部件的松动等现象。

接下来，我们将探讨悬架问题对汽车性能的影响。

悬架问题的存在会对汽车的操控性、行驶稳定性和乘坐舒适性产生负面影响。

例如，悬架弹簧断裂会导致车身高度下降，增加油耗并降低通过障碍物的能力。

减震器失效会导致车辆悬挂部件频繁碰撞，进而影响车辆的平稳行驶。

悬架部件的磨损不仅会降低车辆的稳定性，还会增加零部件间的摩擦和磨损，进而导致更严重的故障。

最后，我们需要就如何发现和解决悬架问题提出一些建议。

定期车辆保养和检查是防止悬架问题的最好方法之一。

及时检修、更换磨损部件，以及保持悬架部件的润滑和紧固都能有效地减少悬架问题的发生。

另外，驾驶员在驾车过程中应留意车辆的颠簸感和不稳定现象，一旦发现问题应及时前往专业维修站进行检查和维修。

综上所述，悬架问题对于汽车的安全和正常行驶至关重要。

通过定期保养、检查和维修，可以有效地避免悬架问题的发生，并最大程度地保障汽车的行驶稳定性和乘坐舒适性。

同时，驾驶员对车辆的观察和及时发现悬架问题的能力也起着重要作用。

只有通过综合的策略和措施，才能更好地解决悬架问题，确保汽车的安全行驶和乘坐体验。

河北工业大学本科毕业设计（论文）中期报告毕业设计（论文）题目：方程式赛车悬架系统设计分析专业：车辆工程学生信息：学号：082886；姓名：樊广阔；班级：车辆083指导教师信息：教师号：86024；姓名：武一民；职称：教授报告提交日期：2012.04.17一、前期具体工作及取得进展1.查阅FSAE赛车及相似汽车悬架结构，确定所设计赛车悬架结构。

根据文献及FSAE赛车实车相关图片初步确定采用不等长双横臂拉杆弹簧独立悬架，制动器形式采用盘式制动。

上下两横臂采用A型结构，且由杆件代替，上下A臂不平行且不等长，为了保证运动时轮距变化不大采用上横臂短、下横臂长的结构形式。

悬架杆件采用SAE4130钢管，尺寸为12x1.5以及10.3x1.73。

上下横臂与车架的链接以及拉杆与上横臂的链接均采用轴销式配合，并采用SA型外螺纹杆端关节轴承，型号为：SA8E。

横臂与转向节的链接采用GE型向心关节轴承，型号为：GE8C。

减震器及弹簧选取螺旋弹簧套在减震器外侧的结构，减震器的一端通过摇臂与拉杆连接，另一端连接在车架上。

横向稳定杆与摇臂的连接同样采用外螺纹杆端关节轴承，型号为：SA6E。

摇臂的旋转中心采用的是自润滑轴承，型号为10x14x20。

整体结构的布置形式大概如下图所示：2.初步确定悬架相关参数。

根据赛事规定6.3.1 赛车轮辋直径必须至少为203.2mm（8.0 英寸），因此结合查阅相关资料及简单计算轮辋采用13X8尺寸，即轮辋直径为330mm。

轮胎选取Continental轮胎，型号为195/45R13，轮胎外径为510mm。

根据赛事规定6.2 离地间隙：在比赛中，在有车手乘坐时，赛车的静态离地间隙必需至少25.4mm（1 英寸），因此，初步设计赛车最小离地间隙为30mm。

根据赛事规定2.3 轴距赛车的轴距必须至少为1525mm（60 英寸）。

轴距是指在车轮指向正前方时同侧两车轮的接地面中心点之间的距离。

因此，初步设计赛车轴距为1535mm。

FASE方程式赛车车架设计报告摘要：本报告基于FASE（Formula Alchemist Speed Engineering）方程式赛车车架设计，对车架结构、材料选择和制造工艺进行了详细探讨。

该设计旨在提高赛车的性能和安全性，并满足赛车比赛规则的要求。

经过分析和测试，本设计成功改进了车架结构，优化了材料选择，并改进了制造工艺。

最终的车架具有良好的刚度、轻量化和耐久性。

1.引言FASE方程式赛车车架设计的关键目标是提高赛车的性能和安全性。

赛车车架是车辆的重要组成部分，它承担着支撑车身、吸收冲击、提供瞄准器和悬挂等功能。

一个优秀的车架设计应该具备良好的刚度、轻量化、耐久性和灵活性。

2.参数规定根据FASE方程式赛车比赛规则，车架设计必须符合一系列参数规定，如最大长度、宽度、高度和重量等。

本设计严格按照这些规定进行设计，并在此基础上进行了优化。

3.车架结构设计车架结构的设计对整个赛车的性能有着重要影响。

本设计采用了单壳式车架结构，由前护舱、驾驶舱、后部结构和底盘组成。

此结构可以提供良好的车身刚度和耐撞击性能，同时减少了重量和气动阻力。

4.材料选择材料的选择在车架设计中至关重要，它直接影响车架的刚度、重量和安全性。

为了满足轻量化和刚度的要求，本设计选择了高强度铝合金作为主要材料。

这种材料具有较高的强度和良好的疲劳性能，在保证车身结构强度的前提下可以减少重量。

5.制造工艺制造工艺是确保车架质量和性能的关键环节。

本设计使用了先进的焊接工艺，采用机器焊接以提高精度和一致性。

此外，对于关键焊接部位，采用了复合焊接工艺来提高强度和耐久性。

6.结果与讨论经过测试和仿真分析，本设计所得到的车架在各项性能指标上均达到了预期目标。

其刚度足够高，能够满足高速赛车的要求；重量轻，有利于提高赛车的加速性能和操控性；同时，车架的耐久性也得到了提高。

7.结论本报告提供了基于FASE方程式赛车的车架设计方案。

通过对车架结构、材料选择和制造工艺的优化，得到了满足比赛规则并具有良好性能的车架。

目录引言 (2)1车架外形设计 (2)1．1车架设计和制作的整体思路 (2)1. 1. 1车架设计思路 (2)1. 1. 2车架制造思路 (2)1．2车架整体设计 (2)1．2．1车架形式选择 (2)1.2.2车架材料选择 (3)1．2．3车架用钢管规格选择 (4)1. 3车架各部分设计 (5)1. 3. 1底盘外形设计 (5)1．3．2前隔板设计 (6)1. 3. 3前环设计 (7)1. 3. 4前隔板支架 (9)1. 3. 5前环支架 (10)1. 3. 6主环与肩带安装管 (11)1. 3. 7主环支架 (12)1. 3. 8侧防撞结构设计 (14)1. 3. 9发动机安装区的设计 (15)1．3．10后悬架安装区设计 (16)1．3．11其他斜支撑管 (16)2 车架有限元模型的建立 (17)2.１车架实体模型的建立 (17)2．3载荷的分析与处理 (18)2．4车架工况分析 (18)2．4．1弯曲工况 (18)2．4．2扭转工况 (19)2．4．3前右轮悬空 (19)2．4．4右后轮悬空 (20)2．4．5制动工况 (20)2．4．6转弯工况 (21)2．5车架的模态分析 (22)3 结束语 (3)车架设计引言赛车的车架是支撑赛车其他部件，构成赛车主体的重要部件。

该报告就是叙述车架设计的整个过程的，其主要包含两大部分内容:车架外形设计、车架有限元分析。

车架外形设计从车架的形式选择、材料选择、管件规格选择和各部分详细设计等方面进行了叙述。

车架有限元分析主要运用ANSYS力学分析软件对车架模型进行了计算机模拟分析，主要利用有限元方法通过工程分析软件ANSYS对车架进行静态强度和模态分析，获得车架在不同工况下的变形量和强度载荷及不同阶数的固有频率和振型，检验车架的结构是否合理，并未其改进提供依据。

1车架外形设计1．1车架设计和制作的整体思路1. 1. 1车架设计思路如果把一辆赛车比作一个充满活力的运动员的话，车架就是他的骨骼。