FSAE赛车双横臂式前悬架设计（全套含CAD图纸和部分三维参考图）
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毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目FSAE赛车双横臂式前悬架设计院系名称专业班级学生姓名导师姓名开题时间指导委员会审查意见签字年月日毕业设计（论文）开题报告学生姓名系部汽车与交通工程学院专业、班级指导教师姓名职称副教授从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称FSAE赛车双横臂式前悬架设计一、课题研究现状、选题目的和意义研究现状20世纪80年代以来,汽车作为极其重要的交通工具，在交通运输领域和人民日常生活中的地位日益突出。国内、国际汽车市场的竞争变得空前激烈，用户对汽车安全性、行驶平顺性、操纵稳定性的要求越来越高。汽车悬架系统是影响车辆动态特性最为关键的子系统，其中由悬架所决定的汽车车轮定位参数对整车操纵动特性有着直接的影响。悬架是汽车承载系统车架或承载式车身与车桥（或车轮）之间的一切传力连接装置的总称。它的功用是把路面作用于车轮上的垂直反力（支撑力）、纵向反力驱动力和制动力和侧向反力以及这些力所造成的力矩作用到车架或承载式车身上。汽车悬架系统与汽车的操纵性能、平顺性能之间有着密切的关系。汽车悬架弹性地连接车轮或车桥和车架或车身，缓和行驶中车辆受到的由不平路面引起的冲击力；保证货物完好和人员舒适；迅速衰减由于弹性系统引起的振动，使汽车在行驶中保持稳定的姿势，改善操纵稳定性；并且当车轮相对车架跳动时，特别在转向时，车轮运动轨迹要符合一定的要求，因此悬架还起使车轮按一定轨迹相对车身跳动的导向作用。理想的悬架不仅能使汽车随路面起伏而上下运动，并能使整个车身在前进过程中尽量保持水平，而且悬架还能随车速、路况、运动方式的变化做出适当的、灵敏的反应，同时，它还能使轮胎与路面随对贴合，并使车轮保持适当的角度，从而使汽车的动力性能、制动性能以及转向性能得以充分体现。因此悬架是具有弹性联系并能传递载荷、缓和冲击、衰减振动以及调节汽车行驶中的车身位置等的汽车重要部件。汽车的车速越快，对操纵性和平顺性的要求也就越高，因此，现代汽车的悬架系统越来越受到业内人士的重视。汽车悬架运动学的研究在国外起步较早，几乎是随着独立悬架的诞生就开始了。而汽车悬架弹性运动学的研究是在上世纪80年代兴起。德国的耶尔森赖姆帕尔著的汽车底盘技术对各种悬架运动学及弹性运动学作了详细的分析，对车轮定位参数做了准确的定义，分析了他们的作用及其对操纵稳定性的影响。在悬架运动学分析中，描述了弹簧变形过程中车轮定位值的变化过程；在弹性运动学分析中，描述了弹簧各部件及交接处具有弹性，由轮胎和路面之间的力和力矩引起的车轮定位值的变化，并且给出了一些典型车型的车轮定位参数的变化曲线，这些变化曲线都是实测得到的，可以用来进行操纵稳定性的评价。阿达姆措莫托著的汽车行驶性能和安培正人著的汽车的运动与操纵介绍了悬架运动学对汽车行驶性能的影响。德国MATSCHINSKYWOLFGANG编写的车辆悬架从悬架的理论建模、橡胶支撑的模型出发对悬架弹性运动学特性的理论分析作了较为深入的研究。随着计算机技术和控制理论的发展，车辆悬架系统动力学的研究得到进一步发展，人们开始应用多体系统动力学软件例如ADAMS，DADS建立车辆及悬架系统的复杂动力学仿真模型，并通过分析得出了许多有益结论。悬架的运动学/动力学仿真分析在汽车悬架系统的设计和开发中占有重要的地位。以机械CAD设计、虚拟样机仿真技术为前题,提出运用虚拟样机仿真软件ADAMS里的CAR模块分析并进行优化汽车悬架的设计方法。首先,根据悬架各部件之间的相对运动关系和各部件的参数在ADAMSCAR中建立某轿车的麦弗逊前悬架的三维CAD模型,再加上路面激励,分析悬架参数在汽车行驶中的变化规律。然后利用ADAMSINSIGHT对建立的悬架模型进行结构优化,得到悬架系统结构的优化解。现代F1赛车的悬架为那些协同工作来达到性能要求的各个部件之间提供关键的连接。悬架是最大限度地发挥了发动机的功率，由尾翼，空气动力学套件和轮胎的抓地力产生的下压力，允许驱动力和下压力有效地结合，变成赛道上的精灵。跟公路赛车不同，驾驶舒适性不在方程式弹簧的考虑范围，阻尼比也非常硬，以确保撞击路面颠簸和路肩的影响尽可能快地缓和。弹簧吸收碰撞产生的能量，减震器在回程行程将能量释放，并阻止振荡力产生。就像是把一个球抓住而不是任由它反弹的情形。随着20世纪90年代禁止使用微机控制的可变悬架，所有的F1赛车的悬挂功能必须在没有电子控制介入的前提下发挥出来。赛车开始使用前后多连杆悬挂，大致相当于一些公路汽车双横臂式布局，使得转弯时可以通过调节悬架底部和顶部长度不等的悬臂来控制车轮外倾角。由于是离心力驱动车身前进，越低的悬臂的有限辐射范围越广，可允许轮胎的底部相对于顶部可以倾斜的更远，这对最大限度地发挥轮胎抓地力至关重要。公路车不同，F1赛车的弹簧不再直接安装在悬臂上，而是直接操纵经由推杆和双臂曲柄，这样就可以使用阻尼比更宽的软弹性装置，当受压更大的时候这样的弹簧可以变得更硬。这对减少非悬架重量（弹簧和路面之间的部件的重量）是很重要的。现代F1悬架是持续可调的。特定赛道的初始化设定会根据天气情况（下雨天悬架要软很多）和过去的经验，初始化会决定基准弹簧和减震器的设定。这些等级可能会根据车手偏好和轮胎表现进行调整，悬架的几何框架也可能因特殊情况而异。设置是根据赛道的空气动力学要求，天气情况和车手偏好（例如习惯转向不足还是转向过度），没有什么比赛车的前轮或后轮失去抓地力的极限更复杂了。目的运用ADAMS对前悬架的虚拟设计试验仿真，并且提出优化设计的意见，获得分析车轮垂直跳动、转动与车轮前束角的变化等关系。获得相关数据，为以后做车是提供数据依据。通过专业综合训练，综合运用汽车设计课程和其他相关的理论与实际知识，掌握汽车设计的一般规律，学习正确的设计思想，培养分析和解决实际问题能力。意义汽车悬架和悬挂质量、非悬挂质量构成了一个振动系统，该振动系统的特性很大程度上决定了汽车的行驶平顺性，并进一步影响到汽车的行驶车速、燃油经济性和运营经济性。该振动系统也决定了汽车承载系和行驶系许多零部件的动载，并进而影响到这些零件的使用寿命。此外，悬架对整车操纵稳定性、抗纵倾能力也起着决定性的作用。由于中国有2010年才开始举办FSAE方程式赛车的比赛，加之中国汽车制造业起步晚于发达国家，所以此次悬架设计为中国大学生方程式汽车赛出点微薄之力二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题设计（论文）的基本内容（1）悬架系统的总体方案设计，包括对悬架系统结构形式设计和系统各零部件的总体布置设计（2）确定悬架的主要参数，并进行相应的计算和校核（3）运用PRO/E建立三维物理模型（4）在ADAMS软件平台上建立悬架的简化物理模型，进行动力学仿真分析（5）得出优化方案拟解决的主要问题（1）对悬架主要参数的确定（2）对悬架的主要计算（3）根究计算结果进行三维建模（4）把三维模型导入ADAMS进行运动仿真（5）根究仿真结果得出优化方案三、技术路线（研究方法）NY四、进度安排（1）调研，资料收集，完成开题报告；第12周（2月28日3月13日）（2）整体方案设计，完成结构示意图（手绘）第3周（3月14日3月20）（3）结构设计计算，运动分析，第48周（3月21日4月24）（4）绘制设计图第912周（4月25日5月22）（5）编写设计说明书第13周（5月23日5月29）（6）毕业设计（论文）审核、修改第1415周（5月30日6月12）（7）毕业设计（论文）答辩准备及答辩第16周（6月13日6月19）调查研究，搜集资料方案得确定，并进行计算POR/E建模ADAMS进行运动仿真是否合理结论分析撰写设计说明书五、参考文献1刘惟信，汽车设计，清华大学出版社，200172余志生，汽车理论，机械工业出版社，20000103陈家瑞，汽车构造（下册），人民交通出版社，1999,54喻凡郭孔辉,车辆悬架的最优与自校正控制J汽车工程,199841932005居小凡，陈关龙，FORMULASAE赛车的设计制造及测试，上海交通大学，2009116邵晓序，基于虚拟样机技术的汽车悬架建模及仿真分析，大连理工大学，200811287王其东赵韩李岩汽车双横臂式独立悬架机构运动特性分析，合肥工业大学学报自然科学版2001068李军邢俊文ADAMS实例教程北京北京理工大学出版社，200210809叶鸣强,王耘,胡树根基于虚拟样机技术的双横臂独立前悬架振动仿真分析及参数优化,浙江大学机械与能源工程学院,200510孙丽，何仁，张园园扭杆式双横臂独立悬架改型设计与运动特性分析，江苏大学，淮阴工学院200912刘虹，王其东，基于ADAMS双横臂独立悬架的运动学仿真分析，合肥工业大学学报（自然科学版）200713王其东，赵韩，李岩，祝少春，汽车双横臂式独立悬架机构运动特性分析，合肥工业大学学报自然科
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