FSAE赛车前悬架仿真分析及转向节优化研究.pdf

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1、1．．LFSAE赛车前悬架仿真分析及转向节优化研究TheSimulationofFrontSuspensionandSteeringKnuckleOptimizationofFASERacing作者姓名三松学位类型堂压亟±学科、专业奎牺工程研究方向现岱奎牺遮让堡途皇左法导师及职称韭垡胜教援2011年4月√，_一【}’LIrf合肥工业大学本论文经答辩委员会全体委员审查，确认符合合肥工业大学硕士学位论文质量要求。答辩委员签名(工作单位、职称)‘主席：委员：导师：／『呼毛景c念J2l巳互坐婚勰蔽)泓牝独创性声明本人声明所呈交

2、的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标志和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得合肥工业大学或’其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签字：互松签字日期：-,p-q碑脑日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解合肥工业大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅或借阅。本人授权合肥工

3、业大学可以将学位论文的全部或部分论文内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文者签名：．立核签字日期：x小1年午月叫厂日学位论文作者毕业后去向：工作单位：通讯地址：导师签名：签字日期：年月El电话：邮编：FSAE赛车前悬架仿真分析及转向节优化研究摘要悬架是赛车上的重要总成之一，它对赛车的各项性能有着重要的影响，尤其是对赛车的操纵稳定性影响很大，而高速赛车对操纵稳定性的要求又非常地高，所以，本文在多体动力学的基础上对前悬架进行了优化研究

4、。另外，转向节作为赛车上的主要承载件，关系着前轮定位的大部分参数。为保证前轮的各个定位参数在赛车行驶过程中的准确性，就要使转向节具有足够的刚度和强度，但也不能使转向节过于笨重，本文在有限元分析的基础上，在保证各个参数的情况下，进行转向节优化，实现了减轻零件质量的目的。本文根据《中国大学生方程式汽车大赛规则》(2010版)要求，进行了FSAE赛车的悬架及相关零部件的设计和制造，在ADAMS／Car环境下，建立了FSAE赛车前、后悬架的仿真虚拟模型并进行了整车虚拟模型的装配，然后通过实车试验验证了所建立的虚拟模型的准确性。

5、在此基础上运用所建立的前悬架的虚拟模型进行了仿真分析。分析了前悬架系统的车轮定位参数随车轮跳动的变化曲线，然后利用ADAMS／Insight模块对该赛车前悬架的相应定位参数进行了优化。优化结果表明：优化后的前悬架大大改善了赛车的运动学性能。此外，建立了转向节的有限元模型，并进行了静力学计算和模态分析。在此基础上提出了转向节的两种结构改进方案。综合比较两种方案的优缺点得出第二种改进方案是可行的改进方案。通过利用有限元计算的结果指导转向节的设计和优化工作，大大地缩短了转向节的设计开发的周期，降低了开发成本。本论文的研究工作

6、为赛车的设计、制造与调试提供了重要的理论依据，也为合肥工业大学下一届赛车的制作积累了宝贵资料。文中所用到的理论与方法，对其他车辆的设计与制造也具有一定的参考价值。关键词：FSAE，赛车，悬架，转向节，优化TheSimulationofFrontSuspensionandSteeringKnuckleOptimizationofFSAERacingABSTRACTSuspensionisoneoftheimportanteffectontheperformanceofassembliesontheracing，ithas

7、antheracing，especiallyforhandlingstability．Andhigh．speedracingcallsforbetterhandlingstabilityperformance·Therefore，thefrontsuspensionwasoptimizedonthebasisofmulti-bodydynamicsinthispaper．Inaddition，thesteeringknucklebearsmostofthefrontwheelalignmentparametersast

8、hemainloadpartontheracing．Thesteeringknuckleshouldhavesufficientstiffnessandstrengthtoensuretheaccuracyofthefrontwheelalignmentparametersintheracingdriving，butdonotma