562 大學(xué)生方程式賽車設(shè)計（前后懸架設(shè)計）

562 大學(xué)生方程式賽車設(shè)計（前后懸架設(shè)計）,562,大學(xué)生方程式賽車設(shè)計（前后懸架設(shè)計）,大學(xué)生,方程式賽車,設(shè)計,前后,先后,懸架 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 （學(xué)生填表） 學(xué)院： 車輛與動力工程學(xué)院 2013 年 4 月 10 日 課題名稱 大學(xué)生方程式賽車設(shè)計（前、后懸架設(shè)計） 學(xué)生姓名 劉恩澤 專業(yè)班級 車輛094班 課題類型 論文 指導(dǎo)教師 牛毅 職稱 高工 課題來源 生產(chǎn) 1. 懸架設(shè)計（或研究）的依據(jù)與意義 中國大學(xué)生方程式汽車大賽是中國汽車工程學(xué)會及其合作會員單位，在學(xué)習(xí)和總結(jié)美、日、德等國家相關(guān)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，結(jié)合中國國情，精心打造的一項全新賽事，這項比賽包括工藝、環(huán)保、動力系統(tǒng)、現(xiàn)場操作系統(tǒng)、動態(tài)測試和靜態(tài)測試等多個項目，評比的是學(xué)生的設(shè)計理念、工藝水平、成本控制能力和營銷方案，以及把賽車制造成產(chǎn)品的過程。 懸架是現(xiàn)代汽車上的重要總成之一，是車架（或承載式車身）與轎車（或車輪）之間的一切傳力連接裝置的總稱，主要由彈性元件、導(dǎo)向裝置、減震器、緩沖塊和橫向穩(wěn)定器等組成。其主要任務(wù)是傳遞作用在車輪和車架（或車身）之間的一切力和力矩；緩和路面?zhèn)鹘o車架（或車身）的沖擊載荷，衰減由此引起的承載系統(tǒng)的振動，保證汽車的行駛平順性；保證車輪在路面不平和載荷變化時有理想的運動特性，保證汽車操縱穩(wěn)定性，使汽車獲得高速行駛能力[2]。懸架及轉(zhuǎn)向系對對汽車前、后輪側(cè)偏角的影響，與汽車沿曲線行駛時發(fā)生的車廂側(cè)傾有關(guān)，因此，為了更準(zhǔn)確的分析汽車響應(yīng)，必須進一步考慮懸架、轉(zhuǎn)向及傳動系統(tǒng)對前、后輪側(cè)偏角的影響。汽車的獨立懸架設(shè)計直接影響到汽車的使用性能, 特別是操縱穩(wěn)定性及輪胎的使用壽命，合理選擇懸架結(jié)構(gòu)形式和幾何尺寸參數(shù)對獲得滿意的汽車使用性能是非常重要的。 懸架是現(xiàn)代汽車的重要組成部分，雙橫臂獨立懸架是現(xiàn)代汽車常用的結(jié)構(gòu)形式，特別是在賽車上得到了廣泛的應(yīng)用，其設(shè)計好壞對操縱穩(wěn)定性、平順性和安全性有著重要的影響。操縱穩(wěn)定性不僅影響到汽車駕駛的操縱方便程度, 而且也是決定汽車高速安全行駛的一個主要性能。懸架運動學(xué)特性是一些懸架結(jié)構(gòu)參數(shù)隨車輪跳動的變化規(guī)律, 與懸架的導(dǎo)向機構(gòu)有關(guān). 這些參數(shù)的變化會使車輪的地面附著情況及滾動趨向發(fā)生變化, 進而影響車輛的動力性、制動性和操縱穩(wěn)定性等性能, 因此希望這些參數(shù)的變化盡可能地小，如果這些參數(shù)的變化度較大， 則應(yīng)當(dāng)討論變化的方向或走向。 2. 方程式賽車國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r Formula SAE，是由各國SAE，即汽車工程師協(xié)會舉辦的面向在讀或畢業(yè)7個月以內(nèi)的本科生或研究生舉辦的一項學(xué)生方程式賽車比賽，要求在一年的時間內(nèi)制造出一輛在加速、剎車、操控性方面有優(yōu)異的表現(xiàn)并且足夠穩(wěn)定耐久，能夠成功完成規(guī)則中列舉的所有項目業(yè)余休閑賽車。自1981年創(chuàng)辦以來，F(xiàn)SAE已發(fā)展成為每年由7個國家舉辦的9場賽事所組成，并有數(shù)百支來自全球頂級高校的車隊參與的青年工程師盛會。 中國FSAE項目起步較晚，目前國內(nèi)有河南科技大學(xué)、湖南大學(xué)、上海交通大學(xué)、同濟大學(xué)、廈門理工已擁有車隊和的車輛，吉林大學(xué)、北京理工大學(xué)、清華大學(xué)和天津大學(xué)等擬籌建。其中湖南大學(xué)于2007年6月和2008年6月，交通大學(xué)于今年6月分別參加了美國加利福尼亞站比賽。同濟大學(xué)與廈門理工于2008年完成賽車的試制，同濟大學(xué)已報名參加2009年的比賽。 目前最新研究發(fā)現(xiàn)，懸架的運動學(xué)性能直接影響操縱穩(wěn)定性等汽車使用性能，利用Adams 多體動力學(xué)軟件建立雙橫臂獨立懸架的多剛體模型，通過對模型中車輪施加運動約束從而對其進行運動學(xué)性能的仿真分析，從而獲得該車輪定位角的變化，將設(shè)計要求和分析結(jié)果對比可以得出此懸架結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性及需性能改進的地方。通過在計算機上進行懸架運動的仿真，從而有效地避免了生產(chǎn)安裝后發(fā)生運動干涉等問題。在賽車設(shè)計過程中，輕量化也是一個很重要的目標(biāo)，為了達到整車的輕量化，可以考慮各子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的輕量化與材料的輕量化，但是，輕量化也不能夠毫無分寸的輕量化，在達到輕量化的同時，結(jié)構(gòu)的強度也是必須要保證的。解決這個問題，可以通過運用有限元分析軟件，進行虛擬仿真，預(yù)測結(jié)構(gòu)是否合理。然而劃分網(wǎng)格是建立有限元模型的一個重要環(huán)節(jié), 它要求考慮的問題較多, 需要的工作量較大, 所劃分的網(wǎng)格形式對計算精度和計算規(guī)模將產(chǎn)生直接影響。運用多體運動學(xué)和動力學(xué)仿真軟件ADAMS 中的CAR 模塊，建立雙橫臂式前懸架的多剛體模型，對其前懸架的各種性能進行仿真分析，研究了懸架的幾何參數(shù)對汽車操縱穩(wěn)定性和平順性的影響，揭示了該懸架的運動規(guī)律,為制造提供依據(jù)。由于該賽事除了考核賽車的動力性，也對賽車的操控性及設(shè)計方法同等重視，因此在賽車的結(jié)構(gòu)上的設(shè)計及優(yōu)化就需要相當(dāng)細(xì)膩的處理。而懸架系統(tǒng)作為賽車的“四肢”，直接影響賽車的操控性及平順性，甚至賽車在賽道上的行駛姿態(tài)，因此，其優(yōu)化設(shè)計的重要性更加不可忽視。 目前經(jīng)過比較，發(fā)現(xiàn)采用雙橫臂式懸架且上下橫臂均采用叉臂，構(gòu)成三角形具有很強的穩(wěn)定性。橫向力由兩個叉臂同時吸收，因此橫向剛度大，抗側(cè)傾性能優(yōu)異。這使得支柱減震器不再承受橫向作用力，而只應(yīng)對車輪的上下抖動，因此在彎道上具有較好的方向穩(wěn)定性。因此采用不等長雙橫臂式螺旋彈簧獨立懸架。 3. 課題設(shè)計（或研究）的內(nèi)容 根據(jù)大學(xué)生方程式賽車的比賽規(guī)則及大學(xué)生方程式賽車設(shè)計具體參數(shù)要求，進行懸架結(jié)構(gòu)形式和主要參數(shù)的確定；懸架部件設(shè)計計算，繪制前，后裝配圖及零件圖。 運用所學(xué)的設(shè)計、結(jié)構(gòu)、理論等專業(yè)和基礎(chǔ)知識，通過查找相關(guān)資料，熟悉了解現(xiàn)有車型結(jié)構(gòu)，結(jié)合自己的構(gòu)思，設(shè)計出符合題目要求的賽車及其零部件，達到提高畢業(yè)生綜合能力的目的。 論文要求20000字左右，繪制工程圖一張（A0）；中文摘要300-500字。附英文摘要，計算機打印；外文翻譯10000字符以上；查詢資料20篇以上，附資料名稱。 4. 設(shè)計（或研究）方法 1) 調(diào)研、搜集、分析賽車相關(guān)資料，并參觀我校兩代賽車，測量記載所有數(shù)據(jù)，與指導(dǎo)老師交流，確立總體設(shè)計目標(biāo)，確定方案并進行論證； 2) 參照大賽規(guī)則、機械設(shè)計手冊及往屆比賽車型參數(shù)，初選賽車目標(biāo)參數(shù)（發(fā)動機、輪胎、最大傳動比及最小傳動比）； 3) 進行總體設(shè)計的方案分析論證，完成主要設(shè)計參數(shù)（尺寸參數(shù)、質(zhì)量參數(shù)、性能參數(shù)）、懸架系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、電器系統(tǒng)及車架的設(shè)計計算； 4) 校核零件使其滿足使用要求，分析賽車動力性及燃油經(jīng)濟性； 5) 總體布置，完成裝配圖、零件圖及說明書。 5. 實施計劃 第 5 周 查閱文獻、收集資料、初定設(shè)計方案； 第 7~8 周 設(shè)計方案分析與計算、繪制草圖； 第 9~10 周 繪制裝配圖； 第 11~14 周 繪制零件圖； 第 15 周 撰寫設(shè)計說明書； 第 16~17 周 互審評閱、答辯。 指導(dǎo)教師意見： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 教研室意見： 教研室主任簽字： 年 月 日