下载文档原格式
基于ＡＤＡＭＳ的ＦＳＡＥ赛车双横臂前悬架优化设计杨岳，邹铁方（长沙理工大学汽车与机械工程学院，湖南长沙 ４１０００４）摘要：为了提高ＦＳＡＥ（中国大学生方程式汽车大赛）赛车的操纵稳定性，对赛车双横臂前悬架进行优化设计。
根据已建好的ＵＧ三维模型得到某赛车前悬架主要硬点坐标，然后利用ＡＤ－ＡＭＳ／Ｃａｒ建立前悬架虚拟样机模型并进行仿真试验，指出悬架设计的不足；利用ＡＤＡＭＳ／Ｉｎｓｉｇｈｔ进行优化分析，得到所考虑硬点位置对各项性能参数的影响灵敏度，再根据所得灵敏度对硬点位置进行优化，得到最合理的性能参数组合，进而获得最优的双横臂前悬架模型；最后对优化前后的模型进行仿真与对比，结果显示优化后悬架的运动学特性得到了一定改善。
关键词：汽车；ＦＳＡＥ赛车；双横臂前悬架；优化设计；ＡＤＡＭＳ中图分类号：Ｕ４６９．６ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７１－２６６８（２０１３）０５－００２３－０５ 在ＦＳＡＥ（中国大学生方程式汽车大赛）赛车设计中，各车队在综合考虑各方面设计因素后，普遍采用双横臂推拉杆式独立前悬架。
悬架性能参数如车轮定位参数等对赛车的操纵稳定性起着很关键的作用。
在悬架设计过程中，利用多体动力学软件ＡＤ－ＡＭＳ对悬架性能进行优化设计成为一种普遍手段櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙。
主销内倾角/（°）10.4010.159.909.659.409.157.905040302010-10-20-30-40-50车轮跳动量/mm原模型优化后8.908.658.408.15图１６ 优化前后主销内倾角对比主销后倾角/（°）3.503.313.122.932.742.551.6050403020100-10-20-30-40-50车轮跳动量/mm原模型优化后2.362.171.981.79图１７ 优化前后主销后倾角对比主销内倾角、主销后倾角作为设计目标函数，从而得到适合修改的影响因子为转向横拉杆外支点ｘ坐标和ｙ坐标。
FSAE⼤学⽣⽅程式赛车（电动版）设计说明书以⼤学⽣⽅程式赛事为背景，参考⼴西⼯学院⿅⼭学院⼤学⽣⽅程式赛车作为基础，应⽤汽车理论和汽车设计等相关知识结合⽐赛规则，对赛车的基本尺⼨、质量参数和赛车的性能参数进⾏选择，对赛车各总成进⾏选型和总布置，进⾏赛车蓄能系统、再⽣制动系统以及⾏驶系统、传动系统进⾏设计。
根据同组同学确定的驱动系统，结合⽐赛需求计算出电池、电容容量和要求，选择电池、电容型号和组合形式，确定出外形尺⼨和质量和安装位置。
再为蓄能装置匹配出合适的充电系统。
设计节能环保的再⽣制动系统,然后按照⿅⼭⼆号对纯电动⽅程式赛车的⾏驶系统、传动系统进⾏改动,最后再结合同组同学的参数，确定整车的设计参数。
随着全球能源、环境问题的⽇益严峻，节能环保的纯电动车辆将会成为下⼀个时代的主流。
关键词：⼤学⽣⽅程式赛车；总布置；磷酸铁锂电池；超级电容Students Formula One racing events as the background, refer to the Guangxi Institute of Technology the Kayama College Students Formula One racing as a basis for the automotive design and automotive theory and other related information as well as the FSAE competition rules，application of automotive theory and knowledge of automotive design , combined with the rules of the game , the basic dimensions of the car , quality parameters and performance parameters of the car selection , selection and general arrangement of the assembly of the car , the car energy storage system , regenerative braking system and driving system, transmission system design.According to the same group of students to determine the drive system , combined with the game needs to calculate the battery, capacitor , capacity and requirements , select the battery, capacitor model and the combination to determine the shape size and quality , and installation location . Match the charging system for the energy storage device . The regenerative braking system of the design of energy saving and environmental protection , and then follow the Lushan II Formula One racing for pure electric driving system , the transmission system to make changes , and finally combined with the parameters of the same group of students to determine the design parameters of the vehicle .Keywords:college students and Formula One racing ; general arrangement ; lithium iron phosphate batteries ; super capacitor ⽬录1 绪论 (4)1.1 ⼤学⽣⽅程式赛事介绍 (4)1.2 ⼤学⽣⽅程式的历史 (4)1.3 赛事意义 (5)1.4 国内外发展现状 (5)2 纯电动⽅程式赛车总布置设计 (6)2.1 赛车主要参数的选取 (6)2.1.1 纯电动⽅程式赛车机械部分参数的选取 (6)2.1.2 赛车性能参数的选取 (7)2.1.3 悬架主要参数（学院车队提供） (8)2.2 赛车驱动电机的选取 (8)2.2.1 电机类型的选择 (8)2.2.2 电机功率的选择 (9)2.3 赛车各总成选型原则和总布置 (10)2.3.1 悬架、轮胎的选择 (10)2.3.2 制动系统 (10)2.3.3 车架 (11)2.4 ⼈机⼯程 (11)2.4.1 ⼈体尺⼨ (11)2.5 赛车的轴荷分配 (12)2.5.1 学院⿅⼭2号的轴荷分配 (12)2.5.2 纯电动⽅程式赛车相对后轴增加的质量分布的计算 (13)2.5.3 纯电动⽅程式赛车轴荷的分配 (13)3 储能装置的选择 (14)3.1 蓄能装置的容量计算 (14)3.1.1 赛车的续驶⾥程 (14)3.1.2 蓄能器容量的计算 (14)3.2 蓄能装置类型的选择 (14)3.2.1 ⾼⽐能量蓄能装置 (14)3.2.2 ⾼⽐功率储能设备的选择 (17)3.2.3 ⾼⽐功率装置的计算 (17)3.2.4 超级电容的计算 (22)4 充电器的设计 (24)4．1 锂离⼦电池充电⽅法 (24)4.1.1 常⽤的充电⽅法[10] (24)4.1.2 赛车充电放式的选取 (25)4．2 赛车的充电要求 (25)4.2.1 赛车的充电要求 (25)4.2.2 充电器⽅框图 (26)4.2.3 充电器的分析 (27)5 再⽣制动 (29)5.1 赛车制动⼒矩的计算 (29)5.1.1 赛车制动⼒的要求 (29)5.1.2 赛车制动⼒的计算 (29)5.2 制动距离和制动减速度 (30)5.2.1 制动减速度计算 (30)5.2.2 制动距离计算 (31)5.3 制动效能的恒定性 (31)5.4 制动的稳定性 (31)5.5 前、后制动器制动⼒的⽐例关系 (31)5.5.1 求出I曲线 (31)5.5.2 具有固定⽐值的前、后制动器制动⼒分析 (32)5.6 赛车要求的最⼤制动⼒ (33)5.6.1 赛车最⾼车速下所具有的能量 (33)5.6.2 塞车的制动⼒要求 (34)5.6.3 赛车制动器制动⼒的选取 (34)5.6.4 赛车再⽣制动路线分析 (36)6 机械传动系统与⾏驶系 (37)6.1 机械传动系统 (38)6.2 ⾏驶系 (38)6.2.1 车架 (38)6.2.2 车桥和车轮 (38)6.2.3 悬架 (39)致谢 (42)参考⽂献 (43)1 绪论1.1 ⼤学⽣⽅程式赛事介绍全球可利⽤能源逐渐减少、环境恶化的形式越来越严峻，⼈类需要⼀个更安全、低碳的能源体系及环境。
第1章绪论1.1、FSAE概述1.1.1、背景Formula SAE 赛事由美国汽车工程师协会（the Society of Automotive Engineers 简称SAE）主办。
SAE 是一个拥有超过60000 名会员的世界性的工程协会，致力与海、陆、空各类交通工具的发展进步。
Formula SAE 是一项面对美国汽车工程师学会学生会员组队参与的国际赛事，于1980 年在美国举办了第一届赛事。
比赛的目的是设计、制造一辆小型的高性能赛车。
目前美国、欧洲和澳大利亚每年都会定期举办该项赛事。
比赛由三个主要部分组成：工程设计、成本以及静态评比；多项单独的性能试验；高性能耐久性测试。
Formula SAE 发展的初衷是想创立一个小型的道路赛车比赛，而现在已经发展成为一个拥有大约20 竞赛因素的大型比赛，参与者包括赛车和车队。
Formula SAE 向年轻的工程师们提供了一个参与有意义的综合项目的机会。
由参与的学生负责管理整个项目，包括时间节点的安排，做预算以及成本控制、设计、采购设备、材料、部件以及制造和测试。
Formula SAE 为在传统教室学习中的学生提供了一个现实的工程经历。
Formula SAE 队员在这个过程中将会经受考验，面对挑战，培养创造性思维和实践能力。
出于此项比赛的宗旨，参赛学生们是被一个假象的制造公司雇佣，让他们制造一辆原型车，用于量产前的各项评估。
目标市场就是那些会在周末去参加高速穿障比赛（Autocross）的非专业车手。
因此，这些赛车在加速、制动、和操控性方面要有非常好的表现。
它们要造价低廉、便于维修并且足够可靠。
另外，这些赛车的市场竞争力会因为一些附加因素，比如美观、舒适性和零件的兼容性而得到提升。
制造公司日产能力要达到4 辆，并且原型车的造价要低于25,000 美元。
对于设计团队来说，挑战在于要在一定的时间和一定的资金限制下，设计和制造出最能满足这些目的的原型车。
每一项设计将会与其他的设计一起参与比较和评估从而决出最佳整车。
FSAE悬架几何设计总结一、赛车基本参数的确定1■轮距与轴距的确定轮距与轴距目前并无确定的方法精确计算，比较常见的是参考国外所给出的一个经验公式：B = KL式中，B为轮距，L为轴距，K为经验系数，查相关资料得知K 一般取0.656~0.806以下为各个参数值影响与限制条件：1) 轮距:①在合理的情况下，轮距应当尽可能大，轮距越大，转向时横向负载转移越小，有利于提高车子的稳定性，但太大则需要提供很大的转向力。
②由于驱动轮轮距窄有利于车子出弯提速，故后轮轮距一般比前轮轮距小。
④⑤⑥⑦2) 轴距：①长轴距会比短轴距有更小的载荷转移，对于车子稳定性、受力情况较好。
②轴距越大，整车的质量也就越大，并且还需考虑车子上各个部件的安装问题，一般要考虑人机工程学、发动机的大小与布置，轮胎宽度与悬架上下A臂的安装要求。
参考往年学校车队与其他车队的数据，综合考虑以上因素，轴距定为1600mm 前后轮距分别为1250/1200mm2.其他参数的确定对于质心高度与轴荷比，由于这和各个部件的安装设计和后期的装配有关，此处参考去年数据确定。
以下则为基本参数的数据表:、前悬架设计1，正视图几何在正视图几何中设计参数的确定如下面所述：1) 车轮外倾角(wheel-camber-angle) 前轮外倾角的影响：①一定的角度能够产生回正力矩。
②太大会使转向困难。
③参考R.C.V.D，当外倾角在-5时具有最大的侧向力④一般取正值，以补偿因车重而下压使得外倾角向负值变化的趋势，应使得车子在行驶过程中轮胎能够与地面更多的均匀的接触，减少个别地方磨损严重的现象。
⑤负的外倾角能够增加车子过弯时的稳定性，此处与轮胎的磨损相制约，与进行相应的取舍。
查看相关论文，得知前轮外倾角一般为- 2到4 ,此处初定为2 ,后期会设计调 整装置，对前轮的外倾角进行调节2）底盘侧倾角（chassis-roll-angle ）此处尚缺少理论依据，查阅相关资料，初定为 33）等效摆臂长度（fvsa ） 参考R.C.V.D , fvsa 由以下公式计算:rollcamber 二 wheel 一 camber 一 anglechassis - roll - angle式中：t = trackwidth ，为轮距，前轮为 1250mm ，后轮为 1200mm 。
2018年第4期此，需要对近海渔业资源捕捞过度的原因进行分析，通过采用科学的解决方法，避免近海渔业资源捕捞过度，实现渔业资源可持续发展。
参考文献：[1]金显仕,窦硕增,单秀娟,王震宇,万瑞景,卞晓东.我国近海渔业资源可持续产出基础研究的热点问题[J].渔业科学进展,2015,36(01):124-131.[2]史新浩.我国近海渔业资源可持续利用的法律对策研究[D].中国海洋大学,2012.[3]郑奕.中国近海渔业捕捞能力的控制与量化研究[D].南京农业大学,2007.摘要：本设计以中国大学生电动方程式汽车大赛（FSEC ）为参考对象，进行小型节能赛车前悬架设计。
参考多种赛车悬架资料，分析悬架类型的优缺点，结合赛车的整体参数，最终确定适合小型节能赛车的悬架为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构件受力关系，运用UG 建立悬架模型，科学合理地设计了此次悬架。
关键词：赛车悬架；操纵稳定性；UG小型节能赛车前悬架设计河北农业大学机电工程学院叶俊波马志凯赵树鹏河北农业大学创新创业训练资助项目编号201710086042名称参数轮距1600mm 前轮距1400mm 后轮距1400mm 整车总质量300kg 前后质量配比50:50交流前言悬架是汽车上的减振保稳部件，对汽车的操纵稳定性和行驶平顺性具有决定性作用，其结构设计的好坏将直接影响乘坐舒适性[1]。
一款性能优良的悬架应当具有良好的减震能力；在赛车加速和制动时减少车身纵倾，确保车身稳定；转弯时能给车身提供合适的倾角，保证赛车的各部位之间不会发生运动干涉。
悬架还需具有足够的使用寿命，且方便安装、维修、拆卸的结构。
1悬架分类及分析悬架是车架（或承载式车身）与车桥（车轮）之间的一切传力连接装置的总称[2]。
根据两侧车轮垂直运动是否关联可将悬架分为独立悬架和非独立悬架。
1.1非独立悬架非独立悬架的结构特点是两侧车轮由一根整体式车架相连，车轮连同车桥一起通过弹性悬架系统悬架在车架或车身下面。
