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FSAE赛车悬架和转向系统优化设计及分析
| 论文题名： | FSAE赛车悬架和转向系统优化设计及分析 |
| 关键词： | 转向系统;灵敏度分析;方程式赛车;汽车悬架 |
| 摘要： | 从2010年开始，大学生电动方程式汽车大赛（简称FSAE）被引入中国，大赛吸引了许多高校和企业参与FSAE赛车的开发与研究。悬架和转向系统作为赛车的重要总成，其设计合理与否决定了赛车性能的优劣。本文以合肥工业大学的FSAE赛车为研究对象，设计了悬架和转向系统，并对悬架和转向系统导向机构进行了运动学优化，最后利用ADAMS/Car软件对赛车的操纵稳定性进行了验证分析。 首先，根据大赛规则、整车参数和性能设计要求对悬架系统进行了设计，确定了前、后悬架的形式、车轮定位参数和悬架几何;对悬架的弹簧刚度和阻尼系数进行了计算，得到了悬架系统的三维模型。 其次，根据初步设计的悬架系统，对赛车的转向系统进行了设计和优化。根据人机工程学的要求设计了转向盘，确定了转向系统的参数，对转向梯形导向机构进行了优化设计。根据转向系统要求自行设计了转向器。最后利用ADAMS/Car通过改变断开点坐标位置，改善转向和悬架系统导向杆件之间的运动不协调。 为提高赛车的操纵稳定性并且减少轮胎的磨损，本文以车轮定位参数和轮距以及蛇形试验工况时赛车的横摆角速度和车身侧倾角为目标，建立了多目标优化函数，设计了Plackett-Burman无重复饱和析因试验并利用半正态图法对悬架和转向系统导向杆件各关键点坐标进行了灵敏度分析，使用试验设计方法进行优化设计。通过优化前后仿真试验结果对比，优化效果明显，证明了优化方法的有效性。 最后，基于ADAMS/Car建立了赛车的整车多体动力学模型，利用赛车上安装的数据采集系统验证了整车多体动力学模型的准确性。利用整车模型完成了稳定回转、转向盘角阶跃和角脉冲、回正性、轻便性和蛇形试验仿真试验，证明赛车具有较好的操纵稳定性，悬架和转向系统设计较合理。 |
| 作者： | 侯杰 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 张代胜 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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