FSEC赛车悬架的优化设计及分析

摘要

悬架是赛车上的重要总成之一,合理设计悬架系统可以提高赛车的操纵稳定性和行驶平顺性。本文主要以合肥工业大学2013年第一辆 FSEC赛车悬架系统为研究对象,对其进行参数设计、仿真分析与优化及结构分析。
　　本文首先根据整车的布置和规则要求选取 FSEC赛车悬架的结构类型,然后对前后悬架的主要参数进行设计。并根据参数设计的结果,采用CATIA软件进行悬架几何建模。
　　其次利用ADAMS/Car对赛车的前后悬架建立仿真模型,对影响操纵稳定性的前悬架性能参数,如四轮定位参数、侧倾特性、轮距变化进行了仿真分析。然后利用ADAMS/Insight对前悬架变化比较大的参数进行优化,以四轮的定位参数和侧倾中心为优化目标,以上、下横臂与车架的铰接点为设计变量,进行试验设计和多目标优化设计。根据优化后的硬点变化,修改悬架模型并再次进行运动学仿真,对比优化前后的曲线表明了优化后的悬架提高了赛车的操纵稳定性。
　　为了全面地对悬架进行分析,最后对悬架进行静力学研究,利用ANSYS对FSEC赛车悬架中受力比较复杂的立柱进行有限元分析,通过分析立柱在静态、转弯、制动三种工况下的变形和应力云图,说明前、后立柱结构以及材料均符合设计要求。
　　本文的研究成果为本校FSEC赛车的设计、制造和调试提供了指导作用,赛车顺利完成比赛并获得优异的成绩证明了所设计和优化的悬架是安全可靠的。

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第一章 绪论

1.1 FSEC简介

1.2 悬架系统的研究现状

1.3 本文研究的内容及意义

第二章 FSEC赛车悬架的设计

2.1 FSEC悬架设计概述

2.2 悬架参数设计

2.3 采用CATIA进行悬架三维建模

2.4 本章小结

第三章 悬架仿真模型的创建

3.1 虚拟样机技术的研究现状

3.2 ADAMS软件介绍

3.3 ADAMS/Car建模流程

3.4 FSEC赛车悬架虚拟样机的建模

3.5 本章总结

第四章 FSEC赛车前悬架仿真分析及优化

4.1 前悬架的仿真

4.2悬架的优化分析

4.3 本章小结

第五章 FSEC悬架有限元分析

5.1 有限元法的概论与方法

5.2 有限元法的前悬架静力学分析

5.3 悬架立柱的有限元分析

5.4 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况