大学生方程式赛车悬架和转向系统优化设计与仿真分析

发布时间：2023-05-18 02:57

　　悬架系统和转向系统是赛车的重要总成,直接影响赛车的操纵稳定性及平顺性,二者的合理设计对于提高方程式赛车性能具有重要意义。论文针对辽宁工业大学大学生方程式赛车开发,进行悬架系统和转向系统的优化设计与仿真分析研究。论文依托辽宁省科技厅2017省重点研发计划(2017106020)项目展开研究,主要研究内容包括以下几个方面:(1)悬架系统设计与分析。对比三种悬架设计方案,通过比较结构优缺点来确定悬架的类型,结合赛车悬架设计情况,确定采用不等长双横臂悬架类型;悬架的参数设计,包括车轮定位参数选择,悬架几何计算,各种刚度计算等。根据参数设计的结果,进行了悬架部件的设计和装配设计;使用3D软件CATIA建模和组装悬架部件。(2)悬架系统仿真分析与优化。对悬架主要部件进行刚度、强度分析,利用ANSYS对FSC赛车悬架中受力比较复杂的立柱和导向块进行有限元分析,通过分析立柱和导向块的变形和应力云图,检查前、后立柱结构以及材料是否符合设计要求;分析悬架系统的车轮定位参数的变化,利用ADAMS软件对参数仿真分析并优化,以提高赛车的操纵稳定性。(3)转向器设计及有限元分析。包括齿轮齿条的模数、齿数,转向轴的...

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景和意义
    1.2 国内外研究概况
        1.2.1 大学生方程式赛车发展现状
        1.2.2 大学生方程式赛车悬架系统的发展现状
        1.2.3 大学生方程式赛车转向系统的发展现状
    1.3 论文主要研究内容
2 悬架系统设计与分析
    2.1 悬架结构的选择
        2.1.1 悬架系统的设计要求
        2.1.2 独立悬架和非独立悬架
        2.1.3 选取双横臂悬架设计方案
    2.2 不等长双横臂独立悬架导向机构设计
        2.2.1 悬架的定位角
        2.2.2 纵向平面内上、下横臂轴的布置方案
        2.2.3 横向平面内上、下横臂轴的布置方案
        2.2.4 水平面内上、下横臂轴的布置方案
        2.2.5 上、下横臂轴的布置长度设计
    2.3 悬架参数设计
        2.3.1 整车基本参数
        2.3.2 车轮定位参数设计
        2.3.3 悬架几何
        2.3.4 刚度计算
        2.3.5 悬架基本参数
    2.4 避震器的选择
    2.5 悬架主要零部件设计与三维装配
        2.5.1 悬架主要零部件设计
        2.5.2 悬架系统三维装配
    2.6 本章小结
3 悬架系统仿真分析与优化
    3.1 主要部件的结构强度仿真分析
        3.1.1 ANSYS软件
        3.1.2 悬架主要零部件的力学分析
        3.1.3 悬架的轻量化分析
    3.2 前悬架运动学仿真分析与优化
        3.2.1 ADAMS软件介绍
        3.2.2 赛车前悬架建模
        3.2.3 赛车前悬架仿真分析
        3.2.4 前悬架优化前后性能对比
    3.3 本章小结
4 转向器设计与分析
    4.1 转向器设计
        4.1.1 转向器类型的选择
        4.1.2 齿轮齿条式转向器设计
        4.1.3 万向节的选择
    4.2 齿轮齿条强度校核
        4.2.1 齿轮轴的强度计算
        4.2.2 齿条的强度计算
    4.3 转向器主要零部件的设计
    4.4 齿轮齿条有限元分析
        4.4.1 齿轮受力分析
        4.4.2 齿条受力分析
    4.5 本章小结
5 转向梯形设计与优化
    5.1 转向梯形机构概述
    5.2 转向梯形结构方案
    5.3 转向梯形机构数学模型分析
    5.4 用MATLAB优化转向梯形机构
    5.5 转向传动机构
        5.5.1 转向传动机构的臂、杆与球头
        5.5.2 转向横拉杆及其端部
    5.6 转向操纵机构设计
    5.7 本章小结
6 总结和展望
参考文献
攻读硕士期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3818533