1、附件一畢業設計任務書設計（論文）題目 F1賽車前懸架設計 學院名稱 機械與汽車工程學院 專 業 （班 級） 車輛工程 姓 名 （學 號） 毛有強 指 導 教 師 張代勝 系（教研室）負責人 盧劍偉 7一、畢業設計（論文）的主要內容及要求（任務及背景、工具環境、成果形式、著重培養的能力）背景：中國汽車工業已處于大國地位，但還不是強國。從制造業大國邁向產業強國已成為中國汽車人的首要目標，而人才的培養是實現產業強國目標的基礎保障之一。F1賽車的設計旨在培養學生的設計、制造能力，通過中國大學生方程式汽車大賽這一平臺，可以系統學習汽車產品開發流程、汽車設計的基本方法，同時培養團隊協作的精神。任務：根據中

2、國大學生方程式汽車大賽規則，設計滿足所需性能的賽車前懸架系統。具體包括調研國內外F1賽車前懸架結構、原理，建立賽車前懸架模型，并進行賽車前懸架主要參數的優化設計，繪制前懸架總成圖，翻譯相關外文論文。工具環境：CATIA/UG AutoCAD ADAMS ANSYS HyperWorks Office辦公軟件等成果形式：翻譯相關外文文獻不少于5000字 優化設計說明書一份 賽車前懸架總成圖一張能力培養：培養和鍛煉學生搜集相關資料，綜合運用所學汽車設計知識解決實際問題的能力、提高學生軟件應用能力、獨立完成賽車前懸架優化設計及相關問題的能力，為從事本專業有關工作打下堅實基礎。二、應收集的資料及主要參

3、考文獻（1）李理光.中國大學生方程式大賽規則(2015)，（2）張代勝.汽車理論M.合肥：合肥工業大學出版社 2011.10.（3）余志生.汽車理論（第四版）M.北京：機械工業出版社，2006.（4）王望予.汽車設計（第四版）M.北京：機械工業出版社，2005.（5）盧劍偉.汽車構造/下 M.合肥：合肥工業大學出版社 2011.4.（6）汽車工程手冊設計篇.（7）CATIA/UG AutoCAD ADAMS ANSYS HyperWorks Office辦公軟件等相關書籍.三、畢業設計（論文）進度計劃起 迄 日 期工 作 內 容備 注1月中旬-2月底3月1日-3月底 4月1日-4月底5月1日-

4、5月底6月1日-6月中旬收集整理資料，外文翻譯；查閱文獻，在分析和理解基礎上，制定出初步設計方案；系統建模，計算并進行前懸架優化設計；修改并完善設計方案，撰寫畢業設計說明書，繪制總成圖；整理畢業設計論文，準備答辯。 開 題 報 告 （該表格由學生獨立完成) 一、課題意義及國內外研究現狀綜述1 設計的背景及意義FASE（Formula SAE）比賽是一項學生方程式賽車賽事，一般情況下由各個國家的汽車工程協會舉辦，各參賽隊伍由在校大學本科生和研究生組成。其概念源于一家虛擬制作工廠，向所有大學生設計團隊征集設計制造一輛小型的類似于標準方程式的賽車，要求在12個月的時間內，按照賽事規則進行設計、加工、

5、制造，并使其賽車在加速、制動、操控性方面都有優異的表現并且足夠穩定耐久。該車必須成本低廉、易于維修、可靠性好。此外，考慮到市場銷售的因素，該車需美觀、舒適，零部件也需要有通用性。賽事自創辦以來，已經發展37年，到2015年已經舉辦大學生方程式大賽的國家有：美國、加拿大、德國、英國、奧地利、意大利、西班牙、匈牙利、捷克共和國、巴西、澳大利亞、日本、印度、中國及泰國。越來越多的國家重視這項賽事，同時越來越多的大學生參與到這項賽事并從中有所收獲。隨著汽車工業驅動技術的不斷革新，以混合動力、純電動汽車為主的大學生方程式賽事同樣發展迅猛，勢必成為今后的發展趨勢。最早的大學生方程式汽車大賽由國際汽車工程師

6、學會(SAE International)于1978年開辦，第一屆比賽于1979年在美國休斯頓舉行，比賽名為SAE迷你印地車賽(SAE Mini-Indy)，這也是唯一一次以此命名的比賽，參賽的13支隊伍中有11支完賽。當時的規則是制作一臺5馬力的木制賽車，在整車設計方面限制很少，以為給車隊最大的設計彈性和自我表達創意和想象力的空間。而這一理念也延續至今。這一賽事挑戰了大學生方程式賽車設計團隊在FASE參賽賽車的創新、設計、分析、加工制造、裝配、試驗等能力。通過舉辦賽事將熱愛賽車和汽車的大學生們聚在一起，同時這一平臺也給大學生們提供了在創新設計和工程實踐方面證明自己的機會，同時這一賽事也為汽車

7、行業及其他相關行業培養和鍛煉了一批又一批在理論和實踐上都非常優秀的高科技人才。懸架在賽車操縱穩定性上舉足輕重的作用，對于汽車動力學的重要性體現在其運動特性及其對從輪胎傳遞到底盤的力和力矩的響應。對于方程式賽車的整體設計，懸架性能顯然是影響整車操縱穩定性和平順性的重要因素，故懸架系統的設計對整車設計而言有這舉足輕重的地位。采用雙橫臂獨立懸架的車輛具有良好的操縱穩定性和行駛平順性。雙橫臂獨立懸架的主要特點是當車輪上下跳動時， 可以通過合理選擇空間導向桿系的鉸接點的位置、控制臂的長度及其布置，使得懸架具有合適的運動特性，并且形成恰當的側傾中心和縱傾中心， 即可使輪距及車輪定位參數的變化量限定在允許范

8、圍內。基于以上優點，FSAE 賽車廣泛采用雙橫臂獨立懸架。基于賽車設計的雙橫臂獨立懸架可以為車輛懸架系統的結構優化和輕量化設計提供參考。2 國內外發展現狀與趨勢2.1 國外研究現狀FSAE賽事起源于美國，賽事開展比較早，所以對FSAE賽車的研究和分析比較早。現在，國外高校的FSAE賽車隊已經積累了很多整車系統和零部件的設計優化經驗，掌握的相關技術已經比較成熟。而且賽事發展更加豐富，從燃油賽車發展到燃油、混合動力、燃氣和純電動等多個動力源項目的比賽。因此，在FSAE賽車懸架設計方面也積累了很多經驗。我們可以查詢到很多有關方面的論文材料。尤其是在懸架的幾何分析、懸架的空間優化、以及利用各種分析軟件

9、對懸架的強度和剛度進行分析。在FSAE不斷的發展過程中，雙橫臂獨立懸架的好處越來越受到各個車隊的認可，同時在能夠充分保證賽車的可靠性和經濟性的基礎上，碳纖維材質的懸架也應用到賽事中來，有效的達到了輕量化的目的。2.2 國內研究現狀中國大學生方程式汽車大賽（FSC）于2010年中國汽車工程學會聯合中國21所大學院校在上海舉辦了首屆大賽。由于起步晚，所以在賽車的設計方面的研究相對較少但是仍可以找到關于賽車懸架設計的資料，其中包括湖南大學、哈爾濱工業大學和華南理工大學及北京理工大學在懸架和輪胎的設計及選型方面做出了很多貢獻，給國內車隊的發展提供了很大的參考價值。2、 本文的主要內容基于大學生方程式賽

10、車，調研國內外賽車前懸架結構原理，按照競賽規則進行前懸架的設計建模，并對設計的懸架進行優化分析。主要工作內容：(1) 調查大學生方程式賽車前懸架設計和優化軟件，重點學習Ansys和Adams軟件；(2) 搜集并閱讀大學生方程式賽車前懸架設計和優化分析的相關文獻資料（重點是英文文獻），并撰寫準確全面的文獻綜述報告；(3) 熟悉并了解大學生方程式賽車前懸架設計相關資料，提出畢業設計方案的技術路線圖；(4) 做好大學生方程式賽車前懸架分析，并與整車系統進行優化匹配，闡述與乘用車獨立懸架設計的相關性。(5) 撰寫畢業設計論文，準備答辯。三、技術路線圖大學生方程式前懸架設計收集材料及參數輪胎和輪輞的定型

11、 懸架參數計算懸架幾何模型的建立 系統建模運動學仿真及優化不合理應力校核合理結束四、詳細工作計劃五、參考文獻1 李理光.中國大學生方程式大賽規則(2015)，2 王望予.汽車設計（第四版）M.北京：機械工業出版社，2005.3 余志生.汽車理論（第四版）M.北京：機械工業出版社，2006.4 張代勝.汽車理論 M.合肥：合肥工業大學出版社 2011.10.5 盧劍偉.汽車構造/下 M.合肥：合肥工業大學出版社 2011.4.6 Milliken，William F,Racing Car vehicle Dynamics,Society of Automotive Engineers.7 Jaw

12、ad, B. and Polega, B., "Design of Formula SAE Suspension Components," SAE Technical Paper2002-01-3308, 2002.8 王軍, 趙世明, 陳少杰等. FSAE賽車雙橫臂獨立懸架系統設計J. 農業裝備與車輛工程,2013,51(8):17-19. DOI:10.3969/j.issn.1673-3142.2013.08.005.9 倪俊. FSAE賽車幾款常用輪胎縱向力學特性對比J.汽車工程學報. 2013,3(2):145-150.DOI:10.3969/j.issn.209

13、5-1469.2013.02.11.10 蔣永琛. FSAE賽車雙橫臂前懸架強度校核J. 汽車與配件, 2012, (23):44-45.11 李軍等編. ADAMS實例教程M. 北京理工大學出版社, 2002.12 Mihailidis A, Samaras Z, Nerantzis I, et al. The design of a Formula Student race car: a case studyJ. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Part D Journal of Automobile Engineering, 2009, 223(223):805-818.指導教師評語：（建議填寫內容：對學生提出的方案給出評語，明確是否同意開題，提出學生完成上述任務的建議、注意事項等） 指導教師簽名： 20 年 月 日 畢業設計過程記錄表 （教師填寫）序號檢查時間檢查內容指導教師階段檢查評語（要指出該階段存在的問題及解決的方法）指導