FSAE賽車轉(zhuǎn)向設(shè)計(jì)優(yōu)化及整車操縱穩(wěn)定性分析.pdf

1、賽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)作為賽車重要子系統(tǒng)之一，是由車手親自操縱來控制賽車進(jìn)行比賽。在比賽過程中轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)很大程度上決定了賽車的轉(zhuǎn)向性能，同時影響賽車的操縱性能及其他性能；一個好的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以充分的發(fā)揮賽車的整體性能，并且能給車手很好的反饋，提高整體表現(xiàn)。故應(yīng)用數(shù)學(xué)建模方法，在有約束條件下對轉(zhuǎn)向梯形進(jìn)行優(yōu)化，通過整車動力學(xué)仿真模擬測試整車性能，對指導(dǎo)實(shí)車進(jìn)行改進(jìn)具有重要意義。
　　本文首先介紹了大學(xué)生方程式賽車國內(nèi)外的發(fā)展情況；以賽車轉(zhuǎn)向子系統(tǒng)

2、和整車操穩(wěn)性為研究方向，總結(jié)了國內(nèi)外大學(xué)生方程式賽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及整車操穩(wěn)性研究現(xiàn)狀；介紹FSC賽車設(shè)計(jì)過程，較為詳細(xì)分析了本賽車的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化過程；最后建立整車的動力學(xué)參數(shù)模型，并利用該模型對賽車操穩(wěn)性進(jìn)行分析。
　　針對阿克曼轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，建立了數(shù)學(xué)模型，確定了約束條件，求得目標(biāo)函數(shù)最優(yōu)值，斷開式轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)的優(yōu)化是整體式轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)優(yōu)化的遞進(jìn)，并且將優(yōu)化結(jié)果有效應(yīng)用于轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)當(dāng)中；為了提高車輛參賽表現(xiàn)，同時設(shè)

3、計(jì)了接近平行轉(zhuǎn)向的過阿克曼轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)，應(yīng)用Adams/Car進(jìn)行了參數(shù)優(yōu)化；最后確定了轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)參數(shù)，并且在整車轉(zhuǎn)向仿真測試中進(jìn)行驗(yàn)證，取得了良好效果。
　　本文對整車進(jìn)行了五項(xiàng)操縱穩(wěn)定性試驗(yàn)和方向盤的振動分析。經(jīng)過對試驗(yàn)結(jié)果的分析表明：賽車的急劇轉(zhuǎn)向能力一般，轉(zhuǎn)向瞬態(tài)響應(yīng)靈敏，回正性隨速度升高變化明顯，轉(zhuǎn)向盤角階躍輸入特性與穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向性能較好；賽車在到達(dá)一定速度(40km/hr)時可操縱性較差，賽車應(yīng)該盡可能避免在40km/hr左