FSAE赛车双叉臂悬架的优化设计

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1、万方数据第26卷第6期2011年12月北京信息科技大学学报JournalofBeijingInformationScienceandTechnologyUniversityV01．26No．6Dec．2011文章编号：1674—6864(2011)06—0043—04FSAE赛车双叉臂悬架的优化设计王会超，龚国庆，王国权(北京信息科技大学机电工程学院，北京100192)摘要：为了研究赛车的操纵稳定性，应用机械系统动力学软件ADAMS，对前悬架进行建模和运动学仿真分析，对悬架结构型式进行调整。选取适当的硬点坐标作为优

2、化变量，基于ADAMS／Insight模块，针对前轮前束的变化进行优化设计，最终改善了赛车的操纵稳定性。对于运动型车辆的前悬架设计具有一定的指导意义。关键词：FSAE赛车；ADAMS；双叉臂独立悬架；优化设计中图分类号：U463．33文献标志码：ADesignoptimizationofdouble-wishbonesuspensionofFSAEracingcarWANGHui—chao，GONGGuo-qing，WANGGuo—quan(SchoolofElectromechanicalEngineenng，B

3、eijingInformationScienceandTechnologyUniversity，Beijing100192，China)Abstract：ToresearchthehandlingstabilityofracingCarS，thedoublewishbonefrontsuspensionofFSAEracingCarismodeledandsimulatedbasedonthesoftwareADAMS(AutomaticDynamicsAnalysisofMechanicalSystem)；and

4、thesuspensionstructureismodified．AimingatthechangeofTOE，theproperhardpointsareselectedtobethevariablesandoptimizationisrealizedbasedonADAMS／Insight．TheCar’Shandlingstabilityisimprovedgreatly．Theessayishelpfulindesigningthefrontsuspensionofracingcar．’Keywords：F

5、SAEracingcar；ADAMS；doublewishbonesuspension；optimization0引言大学生方程式汽车比赛(FSAE)是由美国汽车工程师协会(SAE)发起的一项针对大学生的业余汽车比赛，要求学生在1年时间内设计制造出1辆业余方程式赛车进行比赛。赛车采用双叉臂悬架，其横向刚度大，抗侧倾性能好。本文基于ADAMS／Car模块对其进行建模和仿真，分析评价其操纵稳定性能，并利用ADAMS／Insight模块针对前束(TOE)变化进行改进，优化了前悬的操纵稳定性。对于悬架的优化设计具有一定的指

6、导意义。1双叉臂悬架模型的建立赛车前悬架是左右对称的，在分析的时候只取其中一侧即可。其拓扑结构如图1所示。双叉臂独立悬架可简化为多节点联结的RSSR图1双叉臂悬架拓扑示意图结构，其中点A为转向节下支点；点B为下摆臂后铰链；点C为下摆臂前铰链；点D为转向节上支点；点收稿日期：2011—10-09基金项目：国家自然科学基金项目(10972026)；北京市优志人才资助项目(2008ID0500600147)作者简介：王会超(1987一)，男，河南许昌人，硕士研究生，主要从事汽车动力学方面的研究。万方数据北京信息科技大学学

7、报第26卷E为上摆臂后铰链；点F为上摆臂前铰链；点日为减震器上支点；点￡为减震器下支点；点P为转向节与主销DA的交点；点G为轮心；点／、．为转向拉杆外侧球铰中心；点M为转向拉杆内端点。悬架上下摆臂与车架间有2个弹性衬套联结，运动学分析时为转动铰链，上下摆臂与转向节以球铰相连，减震器下端与下摆臂以圆柱铰相连，上端与车架以弹性衬套相连，运动学分析时以万向节铰链相连，转向拉杆与转向节以球铰相连，内端点以万向节与转向系统相连，悬架弹簧和减震器同轴线布霞。对赛车进行实车测量，得到前悬架各个关键点的空间坐标位蔑。虚拟仿真分析时

8、更重要的是相关硬点间的相对位置，因此实际测量时选择的坐标系并未与整车坐标系保持一致。其原点在赛车后轴中间靠后，向后为+x，向右为+y，向上为+z方向。所测得的数据如表1所示。表1悬架关键硬点坐标mm根据所测硬点数据建立的ADAMS前悬架模型如图2所示。黑§网2FSAE赛车前悬架ADAMS模型2仿真分析及结构改进建立赛车前悬模板(TEMPLATE)模型后，在标