FSAE赛车转向系统设计及性能分析

发布时间：2017-05-06 19:10

  本文关键词：FSAE赛车转向系统设计及性能分析，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：转向系统设计是赛车设计中一个重要组成部分,车手对赛车的操纵大部分通过转向系统完成,转向系统的性能直接影响到赛车性能表现。本文以合肥工业大学云电二代赛车为对象,系统的研究了FSAE赛车转向系统的设计过程和方法,优化转向梯形,建立虚拟模型,通过仿真试验对转向系统性能进行分析,评价系统优劣。 论文分析FSAE赛车与传统乘用车转向系统的区别,根据组委会规则和转向系统设计要求制定赛车转向系统的设计目标和设计流程。对比各类型转向器特点,确定赛车用转向器类型；根据规则设计方向盘；设计并计算转向系统性能参数、计算参数；基于回正性和轻便性设计主销定位参数；基于前轮侧滑机理匹配设计轮胎外倾角和前束角。选择断开式转向梯形,考虑转向时侧偏角对转向轮转角关系的影响,引入高速过弯垂直载荷重新分配对轮胎侧偏刚度的改变,建立带有阿克曼校正系数的目标转角关系式,根据实际左右轮转角关系,优化转向梯形；根据悬架杆系运动时与转向杆系干涉最小的原则,优化转向杆系布局。 论文建立赛车转向系统及整车虚拟样机模型,分析轮胎同向跳动和反向跳动时各定位参数的变化；进行稳态回转仿真试验,根据国标和比赛规则建立赛车稳态回转试验评价指标；进行转向轻便性和回正性仿真试验,评价赛车转向轻便性和回正性。仿真结果表明,赛车转向系统定位参数随轮胎跳动变化不大,稳态回转性能和轻便性优秀,并有较好的回正性,对今后FSAE赛车转向系统设计提供了参考意义。
【关键词】：FSAE赛车 转向系统设计 转向梯形 转向性能
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U463.4
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-13
• 插图清单13-15
• 表格清单15-16
• 第一章 绪论16-21
• 1.1 FSAE赛事介绍16-17
• 1.2 赛车转向系统研究现状17-20
• 1.2.1 国外主要研究现状18-19
• 1.2.2 国内主要研究现状19-20
• 1.3 本课题研究内容和研究意义20-21
• 第二章 赛车转向系统概述21-24
• 2.1 赛车转向系统作用及组成21
• 2.2 赛车转向系统与乘用车转向系统区别21-22
• 2.3 赛车转向系统设计目标22-23
• 2.4 赛车转向系统设计流程23
• 2.5 本章小结23-24
• 第三章 FSAE赛车转向系统设计24-42
• 3.1 转向器方案选型24-26
• 3.1.1 转向器分类及其特点24-25
• 3.1.2 转向器方案比较和选型25-26
• 3.2 方向盘设计26-28
• 3.3 转向系统性能参数设计28-31
• 3.3.1 最大转向角度28-30
• 3.3.2 转向系角传动比30-31
• 3.3.3 转向系转矩传动比31
• 3.4 转向系统计算参数设计31-33
• 3.4.1 齿条行程及梯形臂长度31-32
• 3.4.2 转向系计算载荷确定32-33
• 3.5 基于回正性和轻便性的主销参数设计33-39
• 3.5.1 主销定位参数34-36
• 3.5.2 赛车回正力矩组成36-38
• 3.5.3 主销定位参数设计38-39
• 3.6 轮胎外倾角和前束匹配设计39-41
• 3.6.1 轮胎定位参数39-40
• 3.6.2 轮胎外倾角设计40
• 3.6.3 与外倾角相匹配的前束角设计40-41
• 3.7 本章小结41-42
• 第四章 FSAE赛车转向梯形优化设计42-61
• 4.1 转向梯形选型42-43
• 4.2 目标转向关系优化43-54
• 4.2.1 标准阿克曼转向关系43-44
• 4.2.2 考虑侧偏角时的左右轮转角关系44-46
• 4.2.3 轮胎侧偏特性46-50
• 4.2.4 转向时四轮载荷重新分配计算50-52
• 4.2.5 目标转向关系优化52-54
• 4.3 转向梯形参数优化设计54-58
• 4.3.1 实际转角关系54-56
• 4.3.2 转向梯形参数优化目标函数建立56
• 4.3.3 转向梯形参数优化变量与约束条件56-57
• 4.3.4 转向梯形设计结果57-58
• 4.4 转向杆系与悬架系统匹配设计58-59
• 4.5 本章小结59-61
• 第五章 系统建模与转向性能分析61-82
• 5.1 ADAMS/Car建模过程61-62
• 5.1.1 ADAMS/Car 软件介绍61
• 5.1.2 ADAMS/Car 建模过程介绍61-62
• 5.2 FSAE赛车转向系统及整车建模过程62-66
• 5.2.1 转向子系统模型建立62-63
• 5.2.2 轮胎模型建立63-65
• 5.2.3 前悬架子系统模型建立65
• 5.2.4 整车装配模型65-66
• 5.3 车轮跳动分析66-72
• 5.3.1 车轮平行跳动试验67-70
• 5.3.2 车轮反向跳动试验70-72
• 5.4 稳态回转特性分析72-77
• 5.4.1 仿真方法73-74
• 5.4.2 仿真结果74-76
• 5.4.3 评价指标76-77
• 5.5 转向轻便性分析77-79
• 5.5.1 仿真方法77-78
• 5.5.2 仿真结果78
• 5.5.3 评价指标78-79
• 5.6 转向回正性分析79-81
• 5.6.1 仿真方法79-80
• 5.6.2 仿真结果80-81
• 5.6.3 评价指标81
• 5.7 本章小结81-82
• 第六章 总结与展望82-84
• 6.1 总结82-83
• 6.2 展望83-84
• 参考文献84-87
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况87

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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