FSAE電動賽車前懸架結構設計與分析【雙橫臂式懸架】開題報告_第1頁
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開題報告1.結合畢業設計情況,根據所查閱的文獻資料,撰寫2000字左右的文獻綜述:文獻綜述.課題研究背景FSAE(FormulaSAE)系列賽事由SAE(SocietyofAutomobileEngineering,美國汽車工程師協會)主辦,目的在于挑戰世界各地大學本科生研究生團隊設想、設計、制造小型方程式賽車的能力。為了給團隊最大的設計靈活性和充分展示他們想象力和創造力的空間,比賽對整車的限制總體來說是比較少的。在參加比賽之前,車隊一般都要花費八至十二個月的時間去設計、制造、檢測賽車以及完成賽前準備。在和來自世界其他大學車隊的比較過程中,賽事本身就給了車隊證明和展示車隊創造力和工程技術能力的機會。懸架系統是電動賽車的一個重要組成部分。懸架的性能是影響汽車行駛平順性、操縱穩定性和行駛速度的重要因素。因此,研究電動賽車振動,設計新型懸架系統,將振動控制到最低水平是提高現代汽車質量的重要措施[1]。懸架是將車輪和車架相連接的部件,懸架將承受來自地面通過車輪傳遞各種力和力矩,同時懸架的設計也影響著在跳動時的輪胎姿態,這也極大影響著輪胎與地面的接觸特性,決定著輪胎的極限性能能否充分發揮。換句話說,一臺良好的賽車必須要有一個性能良好的懸架系統。對于FSAEW車來說,懸架的設計是否成功也在很大程度上決定了整個賽車性能的水平。.課題研究的意義基于賽車和普通車輛的差異,本文將從賽車性能要求實際出發,對賽車的懸架系統進行設計,并研究懸架的性能以及相關參數對懸架系統性能的影響。在保證一定平順性的基礎上對其整體系統進行設計,力求使賽車具有良好操縱穩定性。在初步完成對賽車的懸架設計結束后,為了更多更深入地了解賽車的性能,利用ADAMSC件對懸架進行虛擬試驗,得出懸架的基本性能。為進一步提高賽車操縱穩定性性能提供數據積累,為此后的賽車設計積累經驗。.國內外研究現狀1.國外研究現狀國外發達國家對車輛懸架運動學的研究起步較早,幾乎同步于獨立懸架誕生之日德國的Prof.J.Reimell(耶爾森?賴姆帕爾)著的《汽車底盤技術》對各種懸架運動學作了詳細的分析,對車輪定位參數做了準確的定義,分析了他們的作用及其對整車操縱穩定性的影響。在懸架運動學分析中,描述了彈簧變形過程中車輪定位值的變化過程描述了彈簧各部件及較接處具有彈性,由輪胎和路面之間的力和力矩引起的車輪定位值的變化,并且給出了一些典型車型的車輪定位參數的變化曲線,這些變化曲線都是實測得到的,可以用來進行操縱穩定性的評價[2]0由阿達姆?措莫托著的《汽車行駛性能》和安培正人著的《汽車的運動與操縱》,介紹了懸架運動學對汽車行駛性能的影響,在懸架運動學對汽車操縱穩定性的影響方面進行了較為系統的分析[3,4]WolfgangMatschinsky編寫的《車輛懸架》從懸架的理論建模、橡膠支撐的模型出發對懸架運動學特性的理論分析作了較為深入的研究。在懸架運動學分析中,將懸架簡化成多連桿機構,用圖解法來分析輪胎的跳動所引起的懸架變形;在懸架動力學分析中,則對懸架模型作了受力分析,推導出變形與力的關系,并將橡膠襯套較接的處理簡化成三根兩兩垂直的彈簧[5]德國的M.米奇克在《汽車動力學》卷C中詳細介紹了汽車操縱穩定性和懸架性能之間的關系,并根據各種不同實車數據分析了不同子系統如轉向系統、助力系統及懸架系統的各個參數對整車操縱穩定性的影響[6]o2.國內研究現狀我國從80年代開始逐步開展對汽車懸架運動學的研究,研究成果則多見于90年代。其中,中國工程院院士郭孔輝所著的《汽車操縱穩定性》對懸架運動學作了最為系統的分析,并且在國內首次提出了從側向力、縱向力轉向的角度研究懸架運動學[7]o吉林大學的林逸教授等人在90年代也先后在各報刊發表文章闡述了橡膠元件的基本性能,著重分析了獨立懸架中橡膠元件對汽車操縱穩定性的和平順性的影響,并提出了處理運動學問題的思路和方法[8]o清華大學張越今博士著的《汽車多體動力學及計算機仿真》一書,重點介紹了整車多體系統彈性模型的建立方法[9]文獻[10]運用ADAMS/Car軟件建立了某車雙橫臂獨立懸架模型,在理論驗證的基礎上揭示了該懸架的運動規律。實驗結果證明:適當調整下控制臂與車架前安裝點的位置,可使懸架的抗點/抬頭性能、懸架剛度和側傾角剛度得到明顯改善。仿真分析結果與理論計算結果對比表明,該方法可以準確地計算懸架的多種性能參數。文獻[11]用ADAMS建立了某雙橫臂獨立懸架虛擬樣機模型,并進行了運動學仿真分析。在對車輪的側向滑移進行詳細分析的基礎上看,車輪接地點側向滑移量可以顯著降低,文獻[12]作者利用空間解析幾何的方法輪胎的磨損,進一步優化設計,從優化結果情況將大為改善。對雙橫臂獨立懸架進行運動學分析此方法計算過程中無需進行坐標變換,簡化了運動分析過程,使得計算更加方便程實際應用。由于易于工程實際應用。文獻[13]通過運用ADAM歆件對雙橫臂獨立懸架進行數學建模、仿真,分析該懸架的幾個定位參數在車輪上下跳動時的變化,保證了汽車具有不足轉向特性和回正特性,從而更好地指導設計。文獻[14-19]等均給出了前輪定位參數的詳細定義及其對汽車操縱穩定性的影響,為汽車懸架設計提供了理論指導。四.懸架的設計流程現彳tF1賽車采用從外到內的設計過程,懸架設計流程如下:(1)首先要確定賽車主要框架參數,包括:外形尺寸、重量、發動機馬力等等。(2)確定懸架系統類型,一般都會選用雙橫臂式,主要是決定選用拉桿還是推桿。確定賽車的偏頻和賽車前后偏頻比。估計簧上質量和簧下質量的四個車輪獨立負重。⑸根據上面幾個參數推算出賽車的懸架剛度和彈簧的彈性系數。(6)推算出賽車在沒有安裝防側傾桿之前的懸架剛度初值,并計算車輪在最大負重情下的輪胎變形。參考文獻:[1]孫建民,孫鳳英.汽車懸架系統的發展及控制技術研究現狀[J].黑龍江工程學院學報,2001,01:57-61.[2]耶爾森懶姆帕爾著,張洪欣,余卓平譯.汽車底盤基礎[M].北京:科學普及出版社,1992[3]阿達姆?措莫托著.黃錫鵬、解春陽譯.汽車行駛性能[M].科學普及出版社,1992[4]安培正人著.陳幸波譯.汽車的運動與操縱[M].機械工業出版社,1998[5]Matschinsky,Wolfgang.DieRadfuhrungenderStrassfahrzeug[M].VerlagTuevReihlandTuevReihland,1987[6]M.米奇克.汽車動力學C卷(第二版)[M].北京:人民交通出社,1997口郭孔輝.汽車操縱動力學[M].吉林:吉林科學技術出版社,1991[8]陳新,林逸,王煥明等.彈性元件對懸架性能的影響[J].汽車術,1996(5):11-13[9]張越今.汽車多體動力學及計算機仿真[M].吉林:吉林科學技術出版社,1998[10]宋傳學,蔡章林.基于ADAMSCAR勺雙橫臂獨立懸架建模與仿[J].吉林大學學報江學版),2004,34(4):554-558[11]何耀華,閡斌云.基于ADAMS勺雙橫臂獨立懸架的優化設計[J].拖拉機與農用運輸車,2006,33(6):73-74[12]李文君,蔣永林,高樹新等.雙橫臂獨立懸架空間運動學分析「J}.汽車工程,2006,28(6):529,558—560[13]呂振華,常放,楊道華.利用ADAMSt雙橫臂獨立懸架進行仿真分析「J}.汽車科技,2005(5):7-9[14]李軍,孟紅,張洪康等.汽車懸架參數對操縱穩定性影響的仿真分析研究「J}.車輛與動力技術,2001(4):24-27[15]趙亦希,黃宏成,劉奮.懸架側傾特性參數及動力學仿真「J}.傳動技術,2001(1):40-45[16]史建鵬.汽車轉向輪前束與車輪外傾角的設計匹配〔J}.汽車科技,2005(3):10-12[17]褚志剛,鄧兆祥,胡玉梅等.汽車前輪定位參數優化設計「J}.重慶大學學報,2003,26(2):87—89[18]陳加國.前輪定位參數及其動態變化又t汽車操穩性能的影響「J}.機械設計與制造,2004(2):115—116[19]董恩國,張蕾.基于ADAMS勺車輪定位參數優化設計「J}.中國農機化,2006(5):106-108開題報告2.本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段(途徑):.本課題的設計流程:(1)首先要確定賽車主要框架參數。(2)確定懸架系統類型。(3)對選定的懸架結構進行設計分析。.需解決的問題:參照國外FSAE賽車先進懸架形式,對中北大學FSC賽車的前懸架結構形式進行分析,進行必要運動學動力學計算,以及主要元件設計計算,同時需要確定主要定位參數。.研究手段:.運用大學所學的基本課程為理論基礎,以互聯網為媒介和載體,了解懸架的結構特點。.在圖書館和電子閱覽室查閱參考文獻和其他資料,以對這一課題的研究目的與任務更深入的了解;.進行必要的力學分析。.對相關結構進行設計。.繪零件圖及裝配圖。開題報告指導教師意見:該學生的選題,緊扣專業方向、緊扣現實,做到理論與實踐結合、與實習體會結合,有現實意義,有完成選題的能力和條件,具開題報告體現了我院培養高級實用型人才的目標的要求。且該生對于所開課題進行了較為詳盡的調研,參考了許多文獻,最后確定的課題具有一定的實用價值。本課題是學生所學專業知識的延續,符合學生專業發展方向,對于提高學生的基本知識和技能,對于提高學生的研究能力有益。研究方法和研究計劃基本合理,難度合適,學生能夠在預定時間內完成該課題的設計。同意參加開題報告答辯。指導教師:年月日所在系審查意見:系主任:附件:參考文獻格式學術期刊作者.論文題目.期刊名稱,出版年份,卷(期):頁次如果作者的人數多于3人,則寫前三位作者的名字后面加“等”,作者之間以逗號隔開。例如:李峰,胡征,景蘇等.納米粒子的控制生長和自組裝研究進展.無機化學學報,2001,17(3):315~324J.Y.Li,X.L.Chen,H.Li.Fabricationofzincoxidenanorods.JournalofCrystalGrowth,2001,233:5?7學術會議論文集作者.論文題目.文集編者姓名.學術會議文集名稱,出版地:出版者,出版年份:頁次例如:[3]司宗國,謝去病,王群.重子湮沒快度關聯的研究.見趙維勤,高崇壽編.第五屆高能粒子產生和重離子碰撞理論研討會文集,北京:中國高等科學技術中心,1996:105圖書著者.書名.版本.出版地:出版者,出版年.頁次如果該書是第一版則可以略去版次。例如:[4]韓其智,孫洪洲.群論.北京:北京大學出版社,1987101預印本作者.論文題目.預印本編號(出版年份)例如:[5]XiaofengGuoandJianweiQiuTheleadingpowercorrectionstothestructurefunctionshep—ph/9810548(1998)學位論文作者.論文題目.學士(或碩士、博士)學位論文.出版地:出版者,出版年份例如:陳異.納米粒子形

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