方程式賽車操縱穩(wěn)定性研究.pdf

1、良好的操縱穩(wěn)定性是賽車設(shè)計(jì)的最終目標(biāo)，操縱穩(wěn)定性體現(xiàn)了賽車的設(shè)計(jì)水平和運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)，是影響賽車主動(dòng)安全的重要因素。在動(dòng)態(tài)項(xiàng)目占據(jù)大量比重的中國(guó)大學(xué)生方程式汽車大賽的比賽中，良好的操縱穩(wěn)定性表現(xiàn)是賽車取得好成績(jī)的有力保障。目前國(guó)內(nèi)對(duì)于賽車操縱穩(wěn)定性的研究主要是針對(duì)懸架定位參數(shù)設(shè)計(jì)或轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的優(yōu)化，在整車操縱穩(wěn)定性的研究中，對(duì)于參數(shù)獲取和模型建立存在較大的不足，且未對(duì)賽車設(shè)計(jì)優(yōu)化至整車仿真這一流程進(jìn)行考慮。本文基于廣東工業(yè)大學(xué)FSAE方程式賽車

2、項(xiàng)目，對(duì)賽車操縱穩(wěn)定性進(jìn)行研究。
　　 本文根據(jù)廣東工業(yè)大學(xué)首屆方程式賽車的動(dòng)態(tài)比賽表現(xiàn)，分析懸架、轉(zhuǎn)向、傳動(dòng)等因素對(duì)賽車操縱穩(wěn)定性的影響，作為賽車操縱的直接執(zhí)行機(jī)構(gòu)，建立首屆賽車的前懸架虛擬模型，分析運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)并針對(duì)不足進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化，為2012屆賽車懸架設(shè)計(jì)提供依據(jù)。在整車建模前的模型準(zhǔn)備階段，本文在搜集模型仿真數(shù)據(jù)和模型屬性的基礎(chǔ)上，根據(jù)輪胎數(shù)據(jù)分析出賽車所用輪胎的實(shí)際性能，確保整車仿真的準(zhǔn)確度。利用動(dòng)力學(xué)仿真軟件ADAMS

3、中的Car模塊，建立首屆賽車整車動(dòng)力學(xué)虛擬模型，并根據(jù)2011賽季的賽場(chǎng)表現(xiàn)進(jìn)行驗(yàn)證。
　　 以前后軸荷分配、質(zhì)心高、轉(zhuǎn)向系傳動(dòng)比、前后輪胎側(cè)偏剛度和寬度比五個(gè)賽車設(shè)計(jì)過(guò)程中的主要設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)變型車，并建立賽車及其變型車的整車模型，采用ADAMS提供的閉環(huán)控制方法對(duì)“駕駛員一車一道路”的閉環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)。根據(jù)國(guó)標(biāo)GB/T6323.6-1994和汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QC/T480-1999進(jìn)行試驗(yàn)并給出評(píng)價(jià)分值。分析各變型車的設(shè)計(jì)因素對(duì)操

4、縱穩(wěn)定性試驗(yàn)的影響，最后進(jìn)行操縱穩(wěn)定性綜合評(píng)價(jià)，并提出賽車改進(jìn)意見。對(duì)比2012賽車和首屆賽車的賽場(chǎng)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，2012屆新賽車動(dòng)態(tài)表現(xiàn)大幅提高，在耐久測(cè)試中單圈最高提升18.163秒，操縱穩(wěn)定性在首屆賽車的基礎(chǔ)上得到明顯優(yōu)化。
　　 本文以賽車產(chǎn)品的虛擬設(shè)計(jì)、模擬分析為核心，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)用計(jì)算機(jī)仿真軟件對(duì)FSAE賽車的整車動(dòng)力學(xué)操縱穩(wěn)定性進(jìn)行仿真分析，獲得了賽車的操縱穩(wěn)定性能及其影響因素和規(guī)律，縮短了設(shè)計(jì)優(yōu)化的時(shí)間，這對(duì)FSAE賽車