基于matlab的FSC赛车悬架受力分析

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作者：杨武杜俊廷于淼

来源：《科技资讯》2014年第10期

摘要：中国大学生方程式汽车大赛（简称“中国FSC”）赛车广泛采用双横臂悬架，在对

双横臂悬架的设计优化过程中，需对悬架受力分析，传统的计算方法繁冗复杂。本文针对赛车的不同行驶工况，建立了双横臂悬架的力学模型，并对该模型进行受力分析，同时依据悬架系统的受力的数学模型，利用matlab求解各杆件所受的力。该模型的建立有助于设计人员对各

杆件进行强度校核，提高了设计人员的工作效率。

关键词：FSC 双横臂悬架受力分析 matlab

中图分类号：U463 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）04（a）-0070-02

现代汽车的总要组成之一，它把车架与车轴弹性的连接起来，其主要任务是传递作用在车轮和车架之间的一切力和力矩；缓和路面传传给车架的冲击载荷，保证汽车行驶平顺性。由于双横臂悬架能够使车身制动时减少纵倾，保持车身良好的稳定性能，且能使得轮距变化较小，提高轮胎的耐磨性等优点，在FSC中，双横臂悬架受到广泛采用。本文以FSC赛车的双横臂悬架为例，建立双横臂悬架的力学模型，利用Matlab求解，得出各杆件所受的力。

1 双横臂悬架工作原理

双横臂悬架属于独立悬架，按上下横臂是否等长，又分为等长双横臂式和不等长双横臂式两种悬架，本文分析的为不等长双横臂式，其中上下横臂将车轮与车身连接起来，车轮可绕车身上下跳动，当车轮经过凹凸不平路面时，车轮上下跳动，带动拉杆运动，拉杆将运动传递给摇臂，摇臂转动压缩减震器，从而起到缓冲减震的作用。

悬架模型图如图1所示，其中为上A臂；为下A臂；为拉杆所受的力。

2 悬架系统的数学模型

悬架系统的力学分析属于多体系统动力学，多体系统动力学的基本方法是：首先对一个由不同质量和几何尺寸组成的系统施加一些不同类型的连接原件，从而建立起一个具有合适自由度的模型；然后软件会自动产生相应的时域非线性方程，并在给定方程的系统输入下进行求解[2]。不管实际的系统方程组多么复杂，总可以写成这样一个通式：

；

式中，表示一个系统参数矩阵；表示系统状态变量的矢量形式；表示所有外力的矢量。