李宁 毕业设计开题报告1.doc

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1、机械工程学院毕业设计（论文）开题报告毕业设计（论文）题目：FSAE大学生方程式赛车转向系统、后桥、制动系的设计学生姓名：　李宁　指导教师姓名：朱建军专业：车辆工程2013年3月25日1.课题名称：FSAE大学生方程式赛车转向系统、后桥、制动系的设计2.课题研究背景：当今中国已是全球第一大汽车市场，产销量均已超过1800万。各大城市纷纷推出车展。整个中国车市呈现一片繁荣的景象。中国在拯救了全球汽车产业的同时已悄然成为全球第一汽车大国。目前，中国汽车工业已处于大国地位，但还不是强国。从制造业大国迈向产业强国已成为中国汽车人的首要目标，而人才的培养是实现产业强国目标的基础保障之

2、一。　大学生方程式赛车活动将以院校为单位组织学生参与，赛事组织的目的主要有：　一是重点培养学生的设计、制造能力、成本控制能力和团队沟通协作能力，使学生能够尽快适应企业需求，为企业挑选优秀适用人才提供平台；　二是通过活动创造学术竞争氛围，为院校间提供交流平台，进而推动学科建设的提升；　大赛在提高和检验汽车行业院校学生的综合素质，为汽车工业健康、快速和可持续发展积蓄人才,增进产、学、研三方的交流与互动合作等方面具有十分广泛的意义。　毫无疑问，对于对汽车的了解仅限于书本和个人驾乘体验的大学生而言，组成一个团队设计一辆纯粹而高性能的赛车并将它制造出来，是一段极具挑战，同时也受益颇

3、丰的过程。在天马行空的幻想、大脑一片空白的开始、兴奋的初步设计、激烈的争执、毫无方向的采购和加工、无可奈何的妥协、令人抓狂的一次次返工、绞尽脑汁的解决难题之后，参与者能获得的不仅仅是CATIAUGANSYS以及焊接、定位、机加工技能,更有汽车工程师的基本素养和丰富实践经验。与此同时，管理和运营整个团队让未来的企业管理者接受了一次难度十足的锻炼。FSAE赛事也给了汽车厂商发现优秀人才和创意想法的机会。自比赛开始以来已经有同济、清华、北理等高校参加，作为211学校的我们参加这项比赛已是大势所趋。3.课题研究意义：大学生方程式是一项综合性的比赛，它从设计研发，到加工制造、到采购

4、成本控制，都由学生自己完成。一次成功的比赛经验对学生素质提高，以及专业知名度的提高都有很大的意义。方程式赛车是一台高性能的汽车，因此它对操控性和动力性的要求很高。而转向系、制动系、和驱动桥的设计就显得很关键了。汽车制动系统是汽车底盘上的一个重要系统，它根据需要使行驶中的汽车减速甚至停车。使下坡行驶的汽车速度保持稳定，以及使已停止的汽车保持不动。而制动器又是制动系中直接作用制约汽车运动的一个关键装置，是汽车上最重要的安全件。汽车的制动性能直接影响汽车的行驶安全性。在赛车中转向系统占有重要的地位。转向系统是任何车辆都不可或缺的组成部分,其设计制造质量的优劣直接关系到车辆的操纵

5、稳定性、安全性等技术性能。汽车操纵稳定性又被人们称为“高速车辆的生命线”。由此，转向系的设计是如此重要。通过对转向系的优化设计，来为赛车其他零部件分析优化提供思路，以达到对赛车的结构整体优化。4.文献查阅概况：转向系相关文献1.姚汉波,唐应时,王焕美,林建涛，FSAE方程式赛车转向系统的仿真与优化，《计算机仿真》-2011年4期摘要：研究赛车比赛转向系统动特性优化问题,由于赛车高速和赛道特殊的特点,赛车的转向稳定性问题和轮胎的单侧偏磨问题一直困扰着赛车设计者。针对上述问题,提出了一种符合赛车赛道特殊设计的断开式转向梯形机构设计方案。利用MATLAB计算软件,建立了空间转向

6、梯形运动学模型,进行优化设计,控制梯形的Ackerman与理想Ackerman的误差,来提高赛车的转向稳定性。又建立了赛车转向系统和悬架系统动力学模型并进行了仿真分析,在车轮上下跳动时,控制车轮前进变化量的大小,可减弱轮胎的单侧偏磨程度。结果表明设计出的转向梯形机构方案具有良好的转向稳定性,很好地缓解了轮胎的单侧偏磨现象。方程式赛车由于其高速性和快速过弯能力而受到人们的追捧。但是赛道的弯道很多,而且很多弯道的转弯半径很小。由此可见,赛车的转向稳定性问题非常的重要。另外赛道的摩擦系数非常大,可以达到315。这就意味着轮胎的温度会很高,如果轮胎出现单侧偏磨现象,对赛车的安全是

7、个很大的隐患。在国内还没有大学生方程式赛车比赛之类的赛事,也很少关注这项国际赛事,对赛车转向系统设计还是空白。本文针对赛车转向稳定性问题和轮胎单侧偏磨现象线这两个方面,应用机构运动学理论,优化转向梯形杆系结构尺寸来实现转向时四轮作纯滚动的要求,提高赛车的转向稳定性。为适应赛车的转向需要,首次尝试使用改进的Ackerman转向几何。转向杆系与悬架导向机构的协调性优化设计主要是建立赛车悬架和转向多刚体系统动力学模型,进行灵敏度分析,在保证车轮前束角变化量在要求范围内的前提下,保证Ackerman误差在规定范围之内,进行转向杆系和悬