FSAE賽車懸架和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)及分析.pdf

1、從2010年開始，大學(xué)生電動方程式汽車大賽（簡稱FSAE）被引入中國，大賽吸引了許多高校和企業(yè)參與FSAE賽車的開發(fā)與研究。懸架和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)作為賽車的重要總成，其設(shè)計(jì)合理與否決定了賽車性能的優(yōu)劣。本文以合肥工業(yè)大學(xué)的FSAE賽車為研究對象，設(shè)計(jì)了懸架和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，并對懸架和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)進(jìn)行了運(yùn)動學(xué)優(yōu)化，最后利用ADAMS/Car軟件對賽車的操縱穩(wěn)定性進(jìn)行了驗(yàn)證分析。
　　首先，根據(jù)大賽規(guī)則、整車參數(shù)和性能設(shè)計(jì)要求對懸架系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)

2、計(jì)，確定了前、后懸架的形式、車輪定位參數(shù)和懸架幾何;對懸架的彈簧剛度和阻尼系數(shù)進(jìn)行了計(jì)算，得到了懸架系統(tǒng)的三維模型。
　　其次，根據(jù)初步設(shè)計(jì)的懸架系統(tǒng)，對賽車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)和優(yōu)化。根據(jù)人機(jī)工程學(xué)的要求設(shè)計(jì)了轉(zhuǎn)向盤，確定了轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的參數(shù)，對轉(zhuǎn)向梯形導(dǎo)向機(jī)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。根據(jù)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)要求自行設(shè)計(jì)了轉(zhuǎn)向器。最后利用ADAMS/Car通過改變斷開點(diǎn)坐標(biāo)位置，改善轉(zhuǎn)向和懸架系統(tǒng)導(dǎo)向桿件之間的運(yùn)動不協(xié)調(diào)。
　　為提高賽車的操縱穩(wěn)

3、定性并且減少輪胎的磨損，本文以車輪定位參數(shù)和輪距以及蛇形試驗(yàn)工況時(shí)賽車的橫擺角速度和車身側(cè)傾角為目標(biāo)，建立了多目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)，設(shè)計(jì)了Plackett-Burman無重復(fù)飽和析因試驗(yàn)并利用半正態(tài)圖法對懸架和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)導(dǎo)向桿件各關(guān)鍵點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行了靈敏度分析，使用試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。通過優(yōu)化前后仿真試驗(yàn)結(jié)果對比，優(yōu)化效果明顯，證明了優(yōu)化方法的有效性。
　　最后，基于ADAMS/Car建立了賽車的整車多體動力學(xué)模型，利用賽車上安裝的數(shù)據(jù)采