大学生方程式赛车悬架系统设计
FSAE赛车悬架的优化设计及分析
2、阻尼：阻尼的大小直接影响赛车的反弹速度和行驶平顺性。阻尼过大， 赛车反弹过快，会影响赛车的操控性和稳定性；阻尼过小，则会导致赛车行驶平 顺性降低。
3、几何形状：悬架的几何形状决定了赛车在不同行驶状态下的性能表现。 例如，多连杆悬架可以提供更好的操控性和稳定性，但需要更高的技术要求和更 复杂的结构设计。
二、大学生方程式赛车悬架的设 计
1、确定悬架类型：大学生方程式赛车通常采用麦弗逊式独立悬架，这种悬 架具有结构简单、重量轻、占用空间小等优点。
2、选择合适的材料：考虑到赛车的轻量化和刚度需求，通常会选择高强度 铝合金作为悬架的主要材料。
3、确定弹簧刚度和阻尼：弹簧刚度需要根据赛车重量和赛道特性进行选择， 而阻尼则需根据驾驶风格和赛道条件进行调整。
1、按照设计图纸进行前期准备
在制造阶段，首先要按照设计图纸进行前期准备，包括加工制造、组装等。 要确保各个零部件的尺寸和性能符合设计要求，同时要对材料和加工工艺进行严 格把关，确保赛车制造的质量。Biblioteka 2、安装动力装置和其他附件
在制造过程中，要安装发动机、变速器等动力装置，并连接相关管路和附件。 在这个过程中，要保证各个零部件之间的连接牢固可靠，同时要确保管路和线路 的布置合理，不会影响赛车的性能和安全性。
二、FSAE赛车悬架设计
FSAE赛车的悬架设计需要充分考虑赛车性能的要求和实际行驶情况。一般来 说，FSAE赛车的悬架设计需要考虑以下几个方面：
1、刚度：悬架的刚度是决定赛车操控性和舒适性的关键因素。刚度过高会 导致赛车过于僵硬，操控性虽然好，但舒适性会降低；刚度过低则会导致赛车过 于软弱，操控性降低，同时也会影响赛车的稳定性。
2、性能测试与评估：在完成悬架设计后，需要进行实际的性能测试和评估。 这包括在实验室进行振动测试、刚度测试等，以及在赛道上进行实际的驾驶测试。 根据测试结果对设计进行相应的调整和优化。
大学生方程式赛车 开题报告
（4）在CATIA建立前悬架的转向节和后悬架立柱的三维模型，导入到ANSYS中建立有限元模型进行强度分析；在ANSYS中分别建立前后悬架下横臂的有限元模型，对其进行静态和动态两方面的分析；分析设计的悬架结果是否满足设计要求，为以后FSAE赛车悬架的设计提供一种依据。
二、研究的主要内容
本设计主要来源于中国大学生方程式汽车（简称FSAE赛车）项目，悬架作为整车重要的一部分，有必要对赛车悬架进行设计和分析。本文主要研究的内容如下：
（1）对悬架的结构形式进行分析，选择符合FSAE赛车的前后悬架的结构类型。
（2）根据整车的设计参数和对参赛悬架的要求，结合悬架的设计理论和设计经验，对FSAE赛车前后悬架的主要参数进行设计，悬架的主要部件进行选择和设计。
6月06日～6月12日
6月13日～6月14日
6月15日～6月17日
毕业设计开始，明确设计任务，查阅、收集相关资料，完成开题报告
完成外文翻译和毕业实习记录,进行设计
按任务书要求进行设计
设计任务完成
撰写毕业设计（论文）
完善毕业论文（论文），做答辩准备
答辩
开题报告（该表格由学生独立完成)
建议填写以下内容：1.简述课题的作用、意义，在国内外的研究现状和发展趋势，尚待研究的问题。2.重点介绍完成任务的可能思路和方案；3.需要的主要仪器和设备等。
[7]李栓成.双横臂扭杆悬架受力分析及刚度计算.军事交通学院学报，2010,No.1
[8]尹伟奇.FSAE赛车悬架设计.清华大学汽车工程系.清华大学物理系
赛车悬挂设计简介
前轮主要部件设计及装配图
导向杆尺寸及角度确定
静力学分析介绍
• 在对重要零部件设计时，通过利用Ansys软件进行静力学分析。在软件中首先将catia三 维模型导入，再添加材料属性，通过查找材料的属性，在软件中将：1.泊松比（材料在单 向受拉或受压时，横向正应变与轴向正应变绝对值比值，也叫横向变形系数。）2.弹性模量 3.张 力强度 4.质量密度 5.屈服强度导入；通过对力的性质（力、压力、螺栓载荷、力矩 、轴承载荷、惯性载荷等等）确定，利用xyz来定义力的方向，force中输入力的大小， 来对结构进行静力学分析，得出其总形变量、应力、应变、安全系数的颜色分布图。
大学生方程式赛车悬挂设计
机汽学院 指导老师：程金铭 车辆1111班 王建 2011138120
概述
悬架是汽车上的减振保稳部件，对汽车的操纵稳定性和行驶平顺性具有 决定性作用， 其结构设计的好坏将直接影响乘坐舒适性。FSAE 赛事规则要 求赛车悬架应该保证汽车具有良好的行驶平顺性；合适的衰减振动能力；良 好的操纵稳定性；赛车制动和加速时能保证车身稳定，减少车身纵倾，转弯 时车身侧倾角合适；结构紧凑，避免发生运动干涉; 能可靠地传递车身和车 轮之间的各种力和力矩，保证有足够的强度和使用寿命；便于布置、维修
前轮芯受力分析
应变分析
应力分析图
安全系数分析图
前立柱应力分析图
前立柱安全系数
悬架运动学分析的意义
• 汽车悬架运动学及弹性运动学特性的设计成为汽车开发中的一项重要 任务。悬架运动学分析的主要内容是研究车轮定位参数与车轮跳动量 的关系。从中可以得到基本的车轮定位及变化特性信息。以悬架操纵 稳定性、平顺性、等为主要评价目标，受到车身造型的制约及总布置 的协调，在不同底盘调教风格下，悬架在与之关系密切、性能日新月 异的相关功能子系统，如转向、轮胎、动力、制动相互作用下，可以 优化出不同侧重点的最优解。车轮垂直跳动分析是悬架性能分析中一 个很重要的方法，在本次分析中，考虑到比赛时，车辆长期处于转弯 工况，所以本次设计主要做两侧车轮反向跳动分析。首先在标准模式 下，定义悬架系统的相关参数：轮胎空载时的半径为260.35mm，轮 胎径向刚度为100N/mm,簧载质量为260kg,质心高度为300mm,轴距为 1600mm
大学生方程式赛车悬架系统设计
大学生方程式赛车悬架系统设计大学生方程式赛车悬架系统设计中国大学生方程式汽车大赛，在XX年开始举办，至XX 年已举办三届，大赛目的是为了提高大学生汽车设计与团队协作等能力，而华南农业大学XX年才组队设计赛车，现在还没有派队参加比赛，本文初步探讨SAE赛车悬架设计的方案，为日后华南农业大学参赛打下基础。
本课题的重点和难点1、根据整车的布置对FSAE赛车悬架的结构形式进行的选择。
2、对前后悬架的主要参数和导向机构进行初步的设计。
3、用Catia或Proe建立悬架三维实体模型。
4、在Adams/car中建立该悬架的虚拟样机模型，进行仿真，分析其运动学性能。
5、悬架设计方案确定后的优化改良。
优化的方案一：用ADAMS/Insight进行优化，以车轮的定位参数优化目标，以上下横臂与车架的铰接点为设计变量进行优化。
优化的方案二：轻量化，使用Ansys软件进行模拟悬架工作状况，进行受力分析，强度校核，优化个部件结构，受力情况。
1、查阅FSAE悬架的设计。
2、运用Pro/E或者Catia进行零件设计和仿真建模，设计出悬架的雏形。
3、在Adams/car中建立该悬架的虚拟样机模型，进行仿真，分析其运动学性能。
4、用ADAMS/Insight进行优化，改善操纵稳定性。
5、使用Ansys软件进行模拟悬架工作状况，进行受力分析，优化个部件结构及轻量化。
悬架设计流程如下：首先要确定赛车主要框架参数，包括：外形尺寸、重量、发动机马力等等。
确定悬架系统类型，一般都会选用双横臂式，主要是决定选用拉杆还是推杆。
确定赛车的偏频和赛车前后偏频比。
估计簧上质量和簧下质量的四个车轮独立负重。
根据上面几个参数推算出赛车的悬架刚度和弹簧的弹性系数。
推算出赛车在没有安装防侧倾杆之前的悬架刚度初值，并计算车轮在最大负重情况下的轮胎变形。
计算没安装防侧倾杆时赛车的横向负载转移分布。
根据上面计算数值，选择防侧倾杆以获得预想的侧倾刚度和LLTD。
最后确定减振器阻尼率。
大学生方程式赛车悬架系统的设计研究
大学生方程式赛车悬架系统的设计研究摘要：悬架是车架（或承载式车身）与车桥（或车轮）之间的一切传力装置的总称。
一般由弹性元件、减震器和导向机构组成，在多数的轿车和客车上还设有横向稳定杆。
悬架的功用是把路面作用于车轮上的垂直反力（支承力）、纵向反力（驱动力和制动力）和侧向反力以及这些反力所造成的力矩都传递到车架（或承载式车身）上，保证汽车的正常行驶。
关键词：悬架系统；刚度；横向稳定杆；计算1.悬架的设计要求具有合适的衰减震动的能力；保证汽车具有良好的操纵稳定性；汽车制动或加速时，要保证车身稳定，减少车身纵倾，转弯时车身侧倾角要合适；结构紧凑、占用空间尺寸要小；安装方便并易于调整；尽可能的传递车身与车轮之间的各种力和力矩，保证强度同时做到轻量化。
2.整车参数整车质量m（包含车手60）：300kg，前后轴距L：1550mm，前轮距B1：1250mm，后轮距B2：1200mm，质心高度h：300mm，前悬静态侧倾中心高度Z RF：15m，后悬静态侧倾中心高度Z RR：25mm，前后载荷比：45:55。
3.设计计算3.1 偏频选定汽车偏频是指汽车前、后部分车身的固有频率（用和表示）。
不同范围的偏频适用于不同类型、不同用途的汽车，一般的取值范围：普通轿车0.5~1.5，适中负升力赛车1.5~2.0，高负升力赛车3.0~5.0以上。
FSAE赛车的前后悬架偏频范围在2.4~3.5，且偏频的大小决定了悬架刚度的大小，影响赛车的舒适性和操纵性能。
综上考虑，前后悬架偏频定为：，。
3.2 悬架刚度计算（1）质心到侧倾轴线的距离计算：图1 横向载荷转移几何如图1所示，，，。
（2）悬架乘适刚度计算：（赛车簧下质量为60kg）赛车簧上质量，前轴左右单侧车轮的簧上质量，后轴左右单侧车轮的簧上质量，前轴左右单侧悬架的乘适刚度，后轴左右单侧悬架的乘适刚度。
（3）前后悬架传动比计算：（轮胎刚度）前后悬架的车轮中心刚度，，前悬架弹簧刚度为，后悬架弹簧刚度为，前悬架传动比，后悬架传动比。
F1赛车前悬架设计任务书及开题报告
系统建模，计算并进行前悬架优化设计；
修改并完善设计方案，撰写毕业设计说明书，ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ制总成图；
整理毕业设计论文，准备答辩。
开题报告（该表格由学生独立完成)
一、课题意义及国内外研究现状综述
1设计的背景及意义
FASE（Formula SAE）比赛是一项学生方程式赛车赛事，一般情况下由各个国家的汽车工程协会举办，各参赛队伍由在校大学本科生和研究生组成。其概念源于一家虚拟制作工厂，向所有大学生设计团队征集设计制造一辆小型的类似于标准方程式的赛车，要求在12个月的时间内，按照赛事规则进行设计、加工、制造，并使其赛车在加速、制动、操控性方面都有优异的表现并且足够稳定耐久。该车必须成本低廉、易于维修、可靠性好。此外，考虑到市场销售的因素，该车需美观、舒适，零部件也需要有通用性。赛事自创办以来，已经发展37年，到2015年已经举办大学生方程式大赛的国家有：美国、加拿大、德国、英国、奥地利、意大利、西班牙、匈牙利、捷克共和国、巴西、澳大利亚、日本、印度、中国及泰国。越来越多的国家重视这项赛事，同时越来越多的大学生参与到这项赛事并从中有所收获。随着汽车工业驱动技术的不断革新，以混合动力、纯电动汽车为主的大学生方程式赛事同样发展迅猛，势必成为今后的发展趋势。
因此，在FSAE赛车悬架设计方面也积累了很多经验。我们可以查询到很多有关方面的论文材料。尤其是在悬架的几何分析、悬架的空间优化、以及利用各种分析软件对悬架的强度和刚度进行分析。在FSAE不断的发展过程中，双横臂独立悬架的好处越来越受到各个车队的认可，同时在能够充分保证赛车的可靠性和经济性的基础上，碳纤维材质的悬架也应用到赛事中来，有效的达到了轻量化的目的。
[2]王望予.汽车设计（第四版）[M].北京：机械工业出版社，2005.
ChinaFSAE方程式赛车悬架系统设计分析
毕业设计说明书学院：机械工程系(专业)：车辆工程题目：方程式赛车悬架系统设计分析毕业设计（论文）中文摘要目录1 绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 FSAE大学生方程式汽车大赛简介 (1)1.3 赛事意义 (4)1.4 课题的主要任务 (5)2 FSAE悬架设计 (6)2.1 FSAE底盘规则概况 (6)2.2 悬架概述 (8)2.3 悬架设计要求 (9)2.4 悬架结构的选型 (10)2.5 双横臂独立悬架导向机构的设计 (11)2.6 FSAE赛车悬架参数 (15)2.7 车轮定位参数 (23)2.8 弹性元件、减震器的选择与布置 (24)2.9 A臂材料与尺寸 (25)2.10 连接件及轴承的选择 (26)2.11 CAD图与CATIA三维实体图 (29)2.12 主要零件的受力分析 (40)3 方程式悬架的运动仿真 (45)3.1 ADAMS软件简介 (45)3.2 ADAMS基本模块 (46)3.3 前悬架模型的建立 (47)3.4 模型的仿真 (53)3.5 仿真曲线的后期处理 (60)结论 (66)参考文献 (67)致谢................................................. 错误!未定义书签。
1绪论1.1引言悬架是现代汽车上的重要总成之一[1]，由于双横臂悬架有较好的运动特性，因此在越来越多的轿车的前悬上得到应用，特别是在赛车上，更是得到广泛运用，其设计好坏对操纵稳定性、平顺性和安全性有着重要的影响。
操纵稳定性不仅影响到汽车驾驶的操纵方便程度, 而且也是决定汽车高速安全行驶的一个主要性能[2]。
本文根据中国FSC大赛规则对赛车的悬架系统进行了设计与分析。
汽车的四轮定位决定了整车的运动性能，前转向轮的定位整合了转向与悬架系统的所有几何参数[3]。
悬架的运动学性能直接影响操纵稳定性等汽车使用性能，而正确的车轮定位参数能够使赛车的运动性能得到良好地发挥，同时还能够增加赛车的安全性与舒适性提高轮胎的使用寿命[4]，减轻驾驶员的驾驶疲劳。
大学生方程式赛车悬架系统参数优化设计
大学生方程式赛车悬架系统参数优化设计刘寅童，邢立轩，卢泳陵*同济大学【摘要】大学生方程式赛车当前已经风靡全球。
其设计形式可谓五花八门。
作为一款赛车，悬架系统对于其整车性能的影响不可忽视。
为了能够使赛车的操控性能最优化，对于不同的赛车，即使采用相同的悬架结构形式，也应该具有不同的设计参数。
本文将以自行设计的赛车为基础，针对赛道路况，设计及优化悬架系统参数，以使赛车能够达到较好的操控性和平顺性。
【关键词】大学生方程式赛车，悬架系统，侧倾中心，前轮外倾角，悬架刚度Optimization for the Suspension Parameters of Formula SAE CarLiu Yintong, Xing Lixuan, Lu YonglingTongji UniversityAbstract: Formula SAE has been already very popular among the young people globaly. The design has also been diversified. As a racing car, suspension system has a great effect on the performance of the car. As a result, a similar suspension structure on different car must has differenet parameters, to optimize the performance. In this article, the design was based on a self-built car and the parameters was optimized for circuit condition to improve the controlling and riding performance.Key words: Formula SAE, Suspension system, Roll center, Camber, Suspension stiffness 1 研究背景大学生方程式赛车系列赛事（Formula SAE）由美国汽车工程师协会（SAE International）创办于1979年。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
大学生方程式赛车悬架系统设计
中国大学生方程式汽车大赛，在XX 年开始举办，至XX
年已举办三届，大赛目的是为了提高大学生汽车设计与团队协作等能力，而华南农业大学XX 年才组队设计赛车，现在还没有派队参加比赛，本文初步探讨SAE赛车悬架设计的方案，为日后华南农业大学参赛打下基础。
本课题的重点和难点
1、根据整车的布置对FSAE赛车悬架的结构形式进行的选择。
2 、对前后悬架的主要参数和导向机构进行初步的设计。
3 、用Catia 或Proe 建立悬架三维实体模型。
4、在Adams/car 中建立该悬架的虚拟样机模型，进行仿真，分析其运动学性能。
5、悬架设计方案确定后的优化改良。
优化的方案一：用ADAMS/Insight 进行优化，以车轮的定位参数优化目标，以上下横臂与车架的铰接点为设计变量进行优化。
优化的方案二：轻量化，使用Ansys 软件进行模拟悬架工作状况，进行受力分析，强度校核，优化个部件结构，受力情况。
1、查阅FSAE悬架的设计。
2、运用Pro/E 或者Catia 进行零件设计和仿真建模，设计出悬架的雏形。
3、在Adams/car 中建立该悬架的虚拟样机模型，进行仿真，分析其运动学性能。
4、用ADAMS/Insight 进行优化，改善操纵稳定性。
5、使用Ansys 软件进行模拟悬架工作状况，进行受力
分析，优化个部件结构及轻量化。
悬架设计流程如下：
首先要确定赛车主要框架参数，包括：外形尺寸、重量、
发动机马力等等。
确定悬架系统类型，一般都会选用双横臂式，主要是决定选用拉杆还是推杆。
确定赛车的偏频和赛车前后偏频比。
估计簧上质量和簧下质量的四个车轮独立负重。
根据上面几个参数推算出赛车的悬架刚度和弹簧的弹性系数。
推算出赛车在没有安装防侧倾杆之前的悬架刚度初值，并计算车轮在最大负重情况下的轮胎变形。
计算没安装防侧倾杆时赛车的横向负载转移分布。
根据上面计算数值，选择防侧倾杆以获得预想的侧倾刚度和LLTD 。
最后确定减振器阻尼率。
上面计算和选型完成后，再重新对初值进行校核。
运用Pro/E 或者Catia 进行零件设计和仿真建模，设计出悬架的雏形。
在Adams/car 中建立该悬架的虚拟样机模型，进行仿真，分析其运动学性能，并用ADAMS/Insight 进行优化分析。
使用Ansys 软件进行模拟悬架工作状况，进行受力分析，
优化个部件结构及轻量化
摘要
第一章绪论
FSAE赛事简介FSAE悬架研究现状
论文主要研究内容及意义第二章FSAE 前后悬架设计
悬架概述及设计流程悬架选型
悬架分类及优劣分析确定悬架类型悬架参数设计车轮定位参数悬架几何刚度计算阻尼计算
基本参数的确定零部件设计
第三章FSAE前后悬架运动学建模仿真分析及优化/car
及Adams/Insight 概述前后悬架运动学建模
前后悬架仿真分析前后悬架优化
第四章FSAE前后悬架有限元分析及优化
赛车悬架关键部件静力学分析
FSAE 赛车悬架关键部件结构强度仿真分析
轻量化方法
. 吴健瑜, 大学生方程式赛车悬架设计及优化研究. 华南理工大学, XX(05). . 李金三, 大学生方程式赛车总布置设计及优化. 华南理工大学, XX(05). . 李嫚, FSAE 赛车悬架的优化设计及分析. 哈尔滨工业大学, XX(06). . 张武, FSAE赛车操纵稳定性的仿真研究.湖南大学，XX(05).
刘美燕，FSAE赛车悬架仿真分析及操纵稳定性虚拟试验. 湖南大学, XX(04). . 柴天, FSAE 赛车整车性能分析与研究. 湖南大学, XX(10).
. 蔡章林, 动力学仿真技术在悬架和整车开发中的应用研究. 吉林学,XX(05). . 于海峰, 基于ADAMS/Car 的悬架系统对操纵
稳定性影响的仿真试验研究. 大连理工大学, XX(06).
.饶剑，基于ADMA的悬架系统动力学仿真分析与优化设计. 武汉理工大学, XX(10).
.王晓莲，基于ADAM舔口MATLAB勺汽车主动悬架联合仿真研究. 吉林大学, XX(04).
.王淑芳，基于CATIA的汽车悬架动态仿真.重庆交通大学, XX(06). . 刘伟忠, 基于虚拟样机技术勺某车悬架K&C特性仿真分析及硬点优化.吉林大学，XX(04).
.牛礼民等，FSAE赛车悬架系统结构设计.汽车工程师，XX (09).
. 王会超，龚国庆，王国权, FSAE 赛车双叉臂悬架的优化设计. 北京信息科技大学学报, XX(12).
.蒋永深，FSAE赛车双横臂前悬架强度校核.汽车与配件,
XX(01). . 倪俊，徐彬, FSAE 赛车双横臂前悬架运动学仿真及优化. 车辆与动力技术, XX(06).
.吴健瑜，罗玉涛，黄向东，FSAE赛车双横臂悬架优化设计. 机械设计与制造, XX(10).
.倪俊，徐彬，ADAMS勺FSAE赛车建模与操纵稳定性仿真. 工程设计,XX(15).
. 陈思忠，倪俊，吴志成, 基于转向轻便性与回正性勺方程式赛车主销内倾角优化. 工程设计学报, XX(02).
. 徐彬，倪俊，朱丽君, 面向FSAE 赛车侧风稳定性勺悬架
结构优化. 北京理工大学学报, XX(07).
.诸葛晓宇，基于CATIA/ADAMS勺麦弗逊悬架运动分析. 研究与开发，XX(09). . 邵昭晖, 汽车麦弗逊悬架三维设计与运动分析. 武汉理工大学, XX(05). . 王南, 王晶, 平恩, 基于
ADAMS/Car勺勺双横臂悬架的运动学建模与仿真.河北工程大学学报, XX(12).
. 王南，郝莉红，张莉婷，张俊, 基于ADAMS/View 勺双横臂独立悬架勺运动学仿真分析. 河北工业科技, XX(07).
.罗卫平等，基于ADAMS/VIEW气车前悬架的建模及仿真. 金陵科技学院学报，XX(06).
. 何丽华, 基于ADAMS 勺双叉臂式独立前悬架仿真分析. 现代机械,XX(05). . 郑超，吴晓君，路超, 基于ADAMS的双横臂式前悬架的仿真分析与优化.机械研究与
应用, XX(09).
.罗鑫源，杨世文，杨军，王拖连，基于ADAMS勺双横臂悬架的仿真及优化. 公路与气运, XX(09).
. 侯永涛等, 基于UG 的双横臂独立悬架运动学分析
系统. 农业机械学报，XX(12).
. 贾宝，梅雪峰, 汽车双横臂独立悬架参数优化与仿真研究. 沈阳航空航天大学学报,XX(06)
. 孙涛，吕彩琴，王凯，孙经瑞, 汽车双横臂独立悬架的建模与仿真. 信息技术,XX(04)。