FSC赛车操纵稳定性的试验评价与优化设计
发布时间：2021-02-24 11:06
操纵稳定性是汽车的一项主要性能。良好的操纵稳定性不仅是赛车操纵轻便程度的重要体现,更是保证赛车安全行驶的关键性因素。因此重视赛车开发过程中的操纵稳定性优化设计,对在比赛中取得优异成绩具有重要意义。本文以南宁学院大学生方程式赛车队自行研制的赛车为研究对象,在介绍赛车结构和相关理论的基础上,针对该车在比赛过程中出现的操纵稳定性问题,首先对赛车进行操纵稳定性的实车试验评价。选择了转向盘角阶跃输入下的瞬态响应和典型行驶工况性能中的蛇行性能两项物理参量作为定量评价指标。为获得相关试验数据,本文还根据试验的实际需要和车辆的结构条件,设计开发了一套基于单片机的车载数据采集系统,实现数据的动态采集。实车试验分析结果显示,两项参量中,转向盘角阶跃输入下的瞬态响应较差,典型行驶工况性能中的蛇行性能尚可。为此本文提出对赛车进行优化设计的新方案。在对原车车架通过有限元分析进行轻量化改进设计之后,继而在ADAMS环境下,利用ADAMS/Car模块,完成对赛车悬架系统的力学建模,并以车轮定位参数作为优化目标,以上下横臂和车架铰接点位置作为设计变量,进行悬架参数的优化设计。最后再利用ADAMS/Car模块,对优化后...
【文章来源】：广西大学广西壮族自治区 211工程院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 研究目的
1.3 研究现状
1.3.1 国外研究现状
1.3.2 国内现状
1.4 论文内容
1.5 研究方法
1.6 本章小结
第二章 研究对象与相关理论研究
2.1 研究对象
2.1.1 赛车结构
2.1.2 整车参数
2.2 相关理论
2.2.1 汽车操纵稳定性及其影响因素
2.2.2 二自由度汽车模型运动方程
2.2.3 车辆坐标系和汽车的时域响应
2.2.4 车辆的抗侧翻能力与侧翻阈值
2.2.5 汽车的操控稳定性评价方法
2.3 本章小结
第三章 赛车车载数据采集系统开发
3.1 作用和意义
3.2 硬件设计
3.2.1 单片机的选择与安装
3.2.2 传感器的选择和匹配
3.2.3 数据记录与数据显示
3.3 软件设计
3.4 本章小结
第四章 实车操纵稳定性试验
4.1 转向盘转角阶跃输入试验
4.1.1 试验方法
4.1.2 试验结果
4.1.3 结果评价
4.2 典型行驶工况性能试验
4.2.1 试验方法
4.2.2 结果评价
4.2.3 结果评价
4.3 本章小结
第五章 FSC赛车建模和优化
5.1 车架结构的建模分析与优化设计
5.1.1 车架结构力学分析
5.1.2 车架结构优化设计
5.2 悬架系统建模分析与优化设计
5.2.1 悬架系统修改方案
5.2.2 悬架系统建模分析
5.2.3 悬架仿真和参数优化
5.3 本章小结
第六章 操纵稳定性仿真试验
6.1 仿真试验
6.1.1 瞬态响应试验
6.1.2 蛇行性能试验
6.2 结果评价
6.3 本章小结
第七章 总结和展望
7.1 总结
7.2 展望
参考文献
附录
致谢
攻读学位期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于STM32的FSAE赛车底盘数据采集系统设计[J]. 李淼林,戴海燕,徐杰龙,欧阳奕涛,陈晓楷. 电子设计工程. 2016(06)
[2]基于LabVIEW的FSAE赛车悬架数据采集系统[J]. 邓召文,高伟,王保华,刘杰畅. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2015(11)
[3]FSAE赛车数据采集系统研发[J]. 王丰元,何建勇,刘尊民,韦重欢. 中国科技论文. 2015(19)
[4]基于ANSYS的FSC赛车车架有限元分析[J]. 李越辉,尉庆国. 农业装备与车辆工程. 2012(11)
[5]Arduino的原理及应用[J]. 蔡睿妍. 电子设计工程. 2012(16)
[6]DMA在高速实时数据采集系统中的应用[J]. 何琼,陈铁,程鑫. 仪表技术与传感器. 2012(03)
[7]FSAE赛车车架的强度和刚度分析[J]. 赵帅,隰大帅,王世朝,陆善彬. 计算机辅助工程. 2011(04)
[8]FSAE赛车双横臂悬架优化设计[J]. 吴健瑜,罗玉涛,黄向东. 机械设计与制造. 2011(10)
[9]大学生方程式赛车车架的拓扑优化设计[J]. 赵强,朱雄,邝坤阳,刘晨曦. 农业装备与车辆工程. 2011(07)
[10]基于有限元的FSAE赛车车架的强度及刚度计算与分析[J]. 于国飞,黄红武,吴俊辉. 厦门理工学院学报. 2009(04)
硕士论文
[1]4通道数据采集和信号处理SIP原型系统设计[D]. 翁静纯.西安电子科技大学 2017
[2]基于Adams/Car的FSAE赛车操纵稳定性的仿真与优化[D]. 宋杨.合肥工业大学 2015
[3]FSAE赛车前悬架与操纵稳定性仿真研究[D]. 柳威.青岛大学 2014
[4]基于DSP+FPGA的雷达信号处理板系统设计[D]. 黄海牛.国防科学技术大学 2014
[5]汽车数据采集与管理系统开发研究[D]. 王欣铨.天津大学 2012
[6]大学生方程式赛车总布置设计及优化[D]. 李金三.华南理工大学 2011
[7]大学生方程式赛车悬架设计及优化研究[D]. 吴健瑜.华南理工大学 2011
[8]FSAE赛车整车性能分析与研究[D]. 柴天.湖南大学 2009
[9]FSAE赛车操纵稳定性的仿真研究[D]. 张武.湖南大学 2008
[10]基于FSAE整车动力学仿真的转向节CAE分析研究[D]. 和进军.湖南大学 2008
本文编号：3049280
【文章来源】：广西大学广西壮族自治区 211工程院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 研究目的
1.3 研究现状
1.3.1 国外研究现状
1.3.2 国内现状
1.4 论文内容
1.5 研究方法
1.6 本章小结
第二章 研究对象与相关理论研究
2.1 研究对象
2.1.1 赛车结构
2.1.2 整车参数
2.2 相关理论
2.2.1 汽车操纵稳定性及其影响因素
2.2.2 二自由度汽车模型运动方程
2.2.3 车辆坐标系和汽车的时域响应
2.2.4 车辆的抗侧翻能力与侧翻阈值
2.2.5 汽车的操控稳定性评价方法
2.3 本章小结
第三章 赛车车载数据采集系统开发
3.1 作用和意义
3.2 硬件设计
3.2.1 单片机的选择与安装
3.2.2 传感器的选择和匹配
3.2.3 数据记录与数据显示
3.3 软件设计
3.4 本章小结
第四章 实车操纵稳定性试验
4.1 转向盘转角阶跃输入试验
4.1.1 试验方法
4.1.2 试验结果
4.1.3 结果评价
4.2 典型行驶工况性能试验
4.2.1 试验方法
4.2.2 结果评价
4.2.3 结果评价
4.3 本章小结
第五章 FSC赛车建模和优化
5.1 车架结构的建模分析与优化设计
5.1.1 车架结构力学分析
5.1.2 车架结构优化设计
5.2 悬架系统建模分析与优化设计
5.2.1 悬架系统修改方案
5.2.2 悬架系统建模分析
5.2.3 悬架仿真和参数优化
5.3 本章小结
第六章 操纵稳定性仿真试验
6.1 仿真试验
6.1.1 瞬态响应试验
6.1.2 蛇行性能试验
6.2 结果评价
6.3 本章小结
第七章 总结和展望
7.1 总结
7.2 展望
参考文献
附录
致谢
攻读学位期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于STM32的FSAE赛车底盘数据采集系统设计[J]. 李淼林,戴海燕,徐杰龙,欧阳奕涛,陈晓楷. 电子设计工程. 2016(06)
[2]基于LabVIEW的FSAE赛车悬架数据采集系统[J]. 邓召文,高伟,王保华,刘杰畅. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2015(11)
[3]FSAE赛车数据采集系统研发[J]. 王丰元,何建勇,刘尊民,韦重欢. 中国科技论文. 2015(19)
[4]基于ANSYS的FSC赛车车架有限元分析[J]. 李越辉,尉庆国. 农业装备与车辆工程. 2012(11)
[5]Arduino的原理及应用[J]. 蔡睿妍. 电子设计工程. 2012(16)
[6]DMA在高速实时数据采集系统中的应用[J]. 何琼,陈铁,程鑫. 仪表技术与传感器. 2012(03)
[7]FSAE赛车车架的强度和刚度分析[J]. 赵帅,隰大帅,王世朝,陆善彬. 计算机辅助工程. 2011(04)
[8]FSAE赛车双横臂悬架优化设计[J]. 吴健瑜,罗玉涛,黄向东. 机械设计与制造. 2011(10)
[9]大学生方程式赛车车架的拓扑优化设计[J]. 赵强,朱雄,邝坤阳,刘晨曦. 农业装备与车辆工程. 2011(07)
[10]基于有限元的FSAE赛车车架的强度及刚度计算与分析[J]. 于国飞,黄红武,吴俊辉. 厦门理工学院学报. 2009(04)
硕士论文
[1]4通道数据采集和信号处理SIP原型系统设计[D]. 翁静纯.西安电子科技大学 2017
[2]基于Adams/Car的FSAE赛车操纵稳定性的仿真与优化[D]. 宋杨.合肥工业大学 2015
[3]FSAE赛车前悬架与操纵稳定性仿真研究[D]. 柳威.青岛大学 2014
[4]基于DSP+FPGA的雷达信号处理板系统设计[D]. 黄海牛.国防科学技术大学 2014
[5]汽车数据采集与管理系统开发研究[D]. 王欣铨.天津大学 2012
[6]大学生方程式赛车总布置设计及优化[D]. 李金三.华南理工大学 2011
[7]大学生方程式赛车悬架设计及优化研究[D]. 吴健瑜.华南理工大学 2011
[8]FSAE赛车整车性能分析与研究[D]. 柴天.湖南大学 2009
[9]FSAE赛车操纵稳定性的仿真研究[D]. 张武.湖南大学 2008
[10]基于FSAE整车动力学仿真的转向节CAE分析研究[D]. 和进军.湖南大学 2008
本文编号：3049280
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