FSAE赛车双横臂式前悬架设计【4张图/22000字】【优秀机械毕业设计论文】

文档包括:
说明书一份。80页。22000字左右。
任务书一份。
开题报告一份。
题目审定表一份。
PROE图一份。

图纸共4张，如下所示
A0-双横臂前悬架.dwg
A1-立柱.dwg
A1-上横臂.dwg
A1-下横臂.dwg

目 录

摘 要 Ⅰ
Abstract Ⅱ
第1章 绪 论 1
1.1 FSAE概述 1
1.1.1 背景.. 1
1.1.2 发展与现状 2
1.1.3 国内情况 2
1.2 研究内容和方法 3
第2章 独立双横臂悬架结构分析 4
2.1 悬架的组成与分类 4
2.1.1 悬架组成 4
2.1.2 悬架分类 4
2.2 独立双横臂悬架 6
2.3 本章小结 8
第3章 独立双横臂悬架设计 9
3.1 设计主要依据参数 9
3.1.1 影响平顺性参数 9
3.1.2簧载质量与非簧载质量 10
3.2 螺旋弹簧设计 10
3.2.1 螺旋弹簧类型的选择 10
3.2.2 弹簧相关计算 11
3.3 减振器设计 15
3.3.1 减震器形式的选择 15
3.3.2相对阻尼系数 15
3.3.3 减振器阻尼系数 的确定 15

3.3.4最大卸荷力 的确定 16
3.3.5减振器尺寸的确定 16
3.4 导向机构的设计 17
3.4.1 侧倾中心及横向平面内上、下横臂的布置方案 17
3.4.2 纵向平面内上、下横臂的布置方案 17
3.4.3 水平面内上、下横臂的布置方案 18
3.4.4 上、下横臂长度的确定 18
3.5 横向稳定杆设计 19
3.5.1稳定杆直径计算 19
3.5.2稳定杆校核 20
3.6缓冲块 20
3.7有限元分析 21
3.8 本章小结 30
第4章 基于ADAMS/View的悬架优化分析 31
4.1 仿真软件ADAMS的介绍 31
4.1.1 ADAMS的简介 31
4.1.2 ADAMS软件的优点 32
4.2悬架建模关键点的确定 33
4.3在ADAMS/View中创建悬架模型 35
4.3.1建模 35
4.3.2 定制界面 38
4.4测试悬架模型 41
4.4.1 添加驱动 41
4.4.2 测量数据 41
4.4.3对仿真结果进行分析 49
4.5悬架参数化 50
4.5.1创建设计变量 50
4.5.2设计点参数化 51
4.5.3实体参数化 54
4.6 设计参数的研究分析 56
4.6.1 参数化分析方法 56
4.6.2 设计研究 56
4.6.3优化方案 60
4.6.4优化结果 62
4.6.5优化结果的评价 62
4.7本章小结 62
第5章 悬架实体建模 63
5.1悬架各零件的建模 63
5.1.1主销的建模 63
5.1.2减震器的创建 68
5.1.3上横臂的创建 68
5.1.4下横臂的创建 69
5.1.5关节轴承的创建 69
5.2悬架的装配 70
5.2.1 各件的装配 70
5.2.2 悬架的总装 72
5.3本章小结 74
结 论 75
参考文献 76
致　 谢 78
附 录 79

摘 要

本设计结合悬架设计知识，详细分析了悬架结构，对双横臂独立悬架进行了设计计算。在此基础上，应用虚拟样机技术，在ADAMS/View中对双横臂独立悬架进行合理简化并建模，并对模型进行了参数化，定制界面，即改变初始参数就能快速生成不同的悬架模型，提高了仿真分析以及优化设计的效率，使平台具有开放性。分析研究了所需优化的变量（前轮外倾角、车轮侧滑量）及其函数表达式。进行了悬架动力学仿真分析，研究悬架各性能参数在车轮跳动过程中的变化趋势，并指出需要改进的地方。分析每个设计变量的变化对样机性能的影响，提出优化设计的方案。再次进行仿真，对比分析了优化前后的仿真结果，并评价了优化方案。优化后悬架的性能明显提高，验证了优化方案的可行性，并完成虚拟设计及试验。最后运用Pro/E软件对双横臂独立悬架进行实体的建立。
本设计研究的目的和意义为在赛车制造前进行设计和试验仿真，并且提出改进意见，可以发现并更正设计缺陷，完善设计方案，提高设计质量和效率。

关键词：双横臂；独立悬架；虚拟样机技术；优化；ADAMS

ABSTRACT

On the basis of the Suspension design, this paper calculated a detailed requirements for double wishbone independent suspension structure, I simplified and built a model of double wishbone independent suspension system in ADAMS/View, made the model parameters, then the model was open, and prepared the necessary measuring function. I discussed the performance of the front wheel alignment parameters in a front wheel vehicle positioning. The model was a virtual front suspension test platform. This thesis analyzed the change trend of the suspension performance parameters in the process of flopping the wheel. The impacts of its changes in the trend of design variables are also analyzed, make an optimized design of the program, with the comparative analysis to verify the feasibility of the optimization program before and after the optimization, the suspension’s key data was generated, the virtual design and test were finished. Finally I used Pro/E for double wishbone independent suspension a modeling.
The design for the purpose and significance of the study in car manufacturing design and test before simulation, and puts forward Suggestions of improvement can be found and corrected design flaw, perfecting the design scheme, and improve the design quality and efficiency.

Keywords: Double Wishbone; Independent suspension; Virtual Prototyping Technology; Optimize; ADAMS

题目名称 FSAE赛车双横臂式前悬架设计
一、设计（论文）目的、意义
Formula SAE，是由各国SAE，即汽车工程师协会举办的面向在读或毕业7个月以内的本科生或研究生举办的一项学生方程式赛车比赛，要求在一年的时间内制造出一辆在加速、刹车、操控性方面有优异的表现并且足够稳定耐久，能够成功完成规则中所有项目业余休闲赛车。该车必须在加速，制动和操控性能方面表现出色。该车必须成本低廉、易于维修、可靠性好。此外，考虑到市场销售的因素，该车需美观、舒适，零部件也需要有通用性。不等长双横臂式悬架，只要适当选择、优化上下横臂的长度，并通过合理的布置、就可以使轮距及前轮定位参数变化均在可接受的限定范围内，保证汽车具有良好的行驶稳定性。目前不等长双横臂式悬架已广泛应用在轿车的前后悬架上，部分运动型轿车及赛车的后轮也采用这一悬架结构。
二、设计（论文）内容、技术要求（研究方法）
开轮/开舱 
　　 使用排量不超过610cc的四冲程汽油机 
　　 安装内径20mm的进气限流阀 
　　 轴距不小于1525mm 
　　 轮辋不小于8英寸 
　　 必须能够制动全部四个车轮 
　　 悬架行程不小于50.8mm（2英寸） 
技术要求（研究方法）：
弹性元件选择、导向机构以及减震器等参数确定，及缓冲块、横向稳定杆等设计。
（1）要求研究汽车有限元分析、优化设计基本理论，并将其与机械制图、机械设计、材料力学、计算机软件等相关知识有机结合、熟练运用；
（2）要求运用Pro/E软件进行建模；
（3）运用有限元分析软件进行力学分析，重点进行车架强度分析；
（4）实现车架的优化设计，目标在保证车辆刚度的条件下车架质量减少15%。

三、设计（论文）完成后应提交的成果

（1）主要包括FSAE赛车前悬架方案设计、二维结构设计及校核计算、三维设计、有限元分析及结构优化设计等方面的详细设计说明书1套（1.5万字以上）；
（2）前悬架二维总体结构图1张（A0）、二维零件图及ADMAS三维模型图共折合A0图纸2.5张。
（3）ADMAS运动学仿真分析。