F1赛车前悬架设计.doc

毕业设计
设计题目 F1赛车前悬架设计
学生姓名
学号
专业班级车辆工程11-4班
指导教师
院系名称机械与汽车工程学院
2015 年 6 月 8 日
目录
中文摘要 1
Abstract 2
1 绪论 3
设计背景及意义 3
国内外发展现状 4
国外发展现状 4
国内发展现状 4
选题的主要内容 4
2 FSAE方程式赛车前悬架设计 5
悬架系统概述 6
FSAE赛车悬架选型 6
FSAE赛车悬架控制臂选材 7
设计要求 8
设计流程概述 9
悬架参数设计 9
轮辋和轮胎的选择 9
轮距和轴距的选择 9
四轮定位参数的初定 10
悬架模型的建立 11
悬架几何 11
抗反特性的计算 12
弹簧刚度和阻尼的计算 13
悬架偏频的选取 13
适乘刚度的计算 14
悬架静挠度的计算 14
悬架传递比的计算 14
弹簧刚度的计算 15
弹簧的选择 15
悬架线刚度及无横向稳定杆侧倾角刚度的计算 17
避震器阻尼的选择 18
悬架三维建模 18
3 前悬架优化和分析 20
悬架建模 20
前悬架仿真 20
前悬架优化 22
设置目标函数 23
设计变量 23
增加约束条件和优化结果分析 23
关键部件力学分析 27
27
总结 31
致谢 32
参考文献 33
F1赛车前悬架设计
摘要:FSAE是面向大学生的国际赛事,选题以合肥工业大学云电车队的赛车为研
究对象,对赛车的前悬架系统进行合理分析和设计。在赛车整车中悬架的作
用十分重要,因为悬架设计的好与坏直接影响赛车的操纵稳定性和乘员舒适
性。故悬架系统的设计有着举足轻重的地位,因此对FSAE赛车悬架的分析
和设计是有必要的。
(1)出于整车布置的考虑和比较不同结构形式悬架的优缺点之后,本设计决
定采用不等长双横臂独立悬架。通过对钢管材质和碳纤维材质的比较,决定
控制臂和导向臂采用钢管材质。(2)设计基本参数,如四轮定位、悬架线体
几何、悬架刚度等,按照计算成果绘制前悬架的零件图和装配图。(3)用
Adams/Car模块建立一个仿真模型进行仿真,找出需要优化的参数。在
Adams/Insight模块进行优化设计,改进硬点坐标后再次对其仿真,对优化前
后两次运动学特性加以比较,优化后的悬架性能得到提升。接下来,利用
Ansys分析立柱力学特性,分析的结果满足结构要求。

关键词:FSAE 双横臂独立悬架建模仿真多目标优化强度校核

The front suspension design of F1
Abstract:FSAE is the international tournament for college paper design
and analyze the car's front suspension system based on the car of Yun Racing
Team in Hefei University of suspension has an important
influence on the stability and smoothness of the car's handling stability.
Therefore, in the design of the car, the suspension system plays a really
important it is necessary to design and analyze the FSAE car
suspension.
Firstly, according to the arrangement demand of the finished cars and the
comparison of suspension structure,i decide to use the unequal double-
wishbone type par