FSAE赛车双横臂式前悬架设计

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9、 ccodng t oMn - o -i—on - fl s — d mpme nain tacig pins —-uO on resurcls ul cve p olo n — t - (a«t e chial ete 202)74 h,)and XX Proine lep— o e duaonln i sse d XX p — ne ea ci ng pm d— edcat o esoucs ful coerpr oec mp — na - ve~ o noicat on (~n tugt ete 20，"t h,, r - irme ns I— 6 a teahig pon s mp —

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12、o-gep_tgop la dehp a nd ogaiain, n a cco-ne w h the uied a m gme nofthew hoe povnceresonsbe - uiesiy e —in dgal esoure s cvei ng poec — ng - et — i-" n - n Accod ng to p o-ncs a — — -s I lente ha s -ngmmt s Gng 第1章绪论 1.1、 FSAE既述 1.1.1、 背景 Formula SAE赛事由美国汽车工程师协会 (the Society of Automotive E-gi-e

13、ers 简称SAE主办。SAE是一个拥有超过60000名会员的世界性的工程协会，致力与海、 陆、空各类交通工具的发展进步。Formula SAE是一项面对美国汽车工程师学会学生 会员组队参与的国际赛事，于1980年在美国举办了第一届赛事。比赛的目的是设计、 制造一辆小型的高性能赛车。目前美国、欧洲和澳大利亚每年都会定期举办该项赛事。 比赛由三个主要部分组成：工程设计、成本以及静态评比；多项单独的性能试验；高 性能耐久性测试。 Formula SAE发展的初衷是想创立一个小型的道路赛车比赛，而现在已经发展成 为一个拥有大约20竞赛因素的大型比赛，参与者包括赛车和车队。 Formula SAE向

14、年 轻的工程师们提供了一个参与有意义的综合项目的机会。由参与的学生负责管理整个 项目，包括时间节点的安排，做预算以及成本控制、设计、采购设备、材料、部件以 及制造和测试。Formula SAE为在传统教室学习中的学生提供了一个现实的工程经历。 Formula SAE队员在这个过程中将会经受考验，面对挑战，培养创造性思维和实践能 力。出于此项比赛的宗旨，参赛学生们是被一个假象的制造公司雇佣，让他们制造一 辆原型车，用于量产前的各项评估。目标市场就是那些会在周末去参加高速穿障比赛 (Autocross )的非专业车手。因此，这些赛车在加速、制动、和操控性方面要有非常 好的表现。它们要造价低廉、

15、便于维修并且足够可靠。另外，这些赛车的市场竞争力 会因为一些附加因素，比如美观、舒适性和零件的兼容性而得到提升。制造公司日产 能力要达到4辆，并且原型车的造价要低于25,000美元。对于设计团队来说，挑战在 于要在一定的时间和一定的资金限制下，设计和制造出最能满足这些目的的原型车。 每一项设计将会与其他的设计一起参与比较和评估从而决出最佳整车。 1.1.2、 发展和现状 从世界范围来看，当今有三个地区有 Formula SAE的学生竞赛，即美国、欧洲、 澳洲。 70年代中期，几个美国大学开始主办当地的学生设计竞赛赛车。 SAE MiniBaja的名 m-e s —i peent o c

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18、 ret -. af ri bl-p—t f h s stm I X i nfmio n qipm a s bl sh ih th Cr — — rda—l m teplt aento cte m ah rom X S e n ta to n ppl ai-t st p i X - i mrplit ae -to c e main om - nd Se r00 - i— Ser 008 - nd Sr 0 -一 h-lig ytrm th tab so - Q Sr008 Offc Ofwa e suc a M eorf Olc star - col is f orpte nfmio ystm

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20、h - d—iytmtre n nfmio s tm su a cig rplig ytme> — l pleet te -1 01b.i0 oe loel ■ m|gnc sft pl de p XX ucio m topl— r t r —gal aomrgndi a are op— fnd re— p t t th seclt f nrmt —a -- l - rfsiol rn g o ntre m n-i h it rmig co —g - tog pefss n athic—mco ntre m a—e o cmm ne oe fi . e n b c pbl f s vg sut

21、 s-u Is— ta cn t b roletml f m mtig suc mtig al i n sioh .meig orl g p th bltt olr pebm n fe bcs— — s tng d — mt t r olr og el—nt rrl aa -r—irl irsmn i euctr filte n aipmef ftr pat d—O d r om i tl u rr — rd—t o c-cpt ne t buth ea — t sm ete ticig th r elpm- f it duto - - . — t ppe it f .rnm speis o

22、 tie o h p r c dctomnttiot— di g oe - ftr ic es -pi duto rfet p-t I— g ig a —nfnM c j—- n Ch i n SOg n — huy b cmld — tcpt i pv c ba b— fac o fac r — r — nig doec tacig pi t a a t ach s pdcpt i tiig Ot

23、 —aim t so elt mngm — — sn l fmila - p o c ta ig pi — ig— rdut o r o c fl c e p jt cnsuc— mngm m-uPle- l it .t ns Hi p 1ati 1ateo ig t h pi f - peinc fl orlg o iit rd—ia so c i h p o t c—tci m-m — maa-ev — r bl t cir v sg nl nJ da h schl ar co taiig n sco b s pl a— t — god a ir l|gir mp mtio dvso l

24、s —cei Ola atvt - i X ifst cmlt l rgseio f tach s reig ti itX S ls t5p —rpciel h oe.t I - dvs o o ls ls ttak fs i s o tv te a a e th ——i— m n tea e p—iia s 0Pde ipe r t I p rici ee - Aciel rg r mp m—a— th — ig pac h r o reor Ap se i th op spc o pbi e ic pl.mpv ni ducin rsu c tach — mb — 3 t ta — mbr

25、 o — ce stun m-i ■■ th p sp e it a sjdt 8- ju— g schl s dr t 0 .

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27、e g ss sme m t hd ak g mng m— o ucto n rmto n >pl to B Mac 0 6 — th— ch p-t ip— nt ol ucton tecnlg tin g o pmey n sec—dry sco— cesth — ce ar m— t u 0 pmey n m l schl t—ch s eu— n t hn—g prfcr c — ctfce a p se l sho h r ccs b —b— t k in g—sifca— tin g f teaces schl tach s —mi —adsioma 0 teh lg —cern

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31、f g- poeOn a — t po — a n s — — , ora niain —e d-t nomain se f lga_ poe cin se ciy — ng— n sstm cosr uct ma nd e ――― mase s 10n. ucon a- g — ee -u — n, m — — t o ga_ poe cin sy stm o hee qirme ns mkls i nom- syem se— — — — 一 — e o- osyfail upo ■ min Y- n, acco dig t o tie s- -ad, hg h qaly pa nn，XX

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34、 bra-s" new ok 一 phy - f be aig t o 1alh sho. o miium o - s — — hs phyi- fbe schol shol pas E-h shol -nstulin sanaa- of cm ps newok and nt wok ace- o a l o-s； XX e — in me — — ara new ok cne mahine rom e qi —tin heM nstyo e — in stadadi ~in mn — — np - m, te le—l Li kayo ado-V— — uai on resu - s st

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40、i ng poec — ng - et — ime— n—in Acod ng to p o-ncs ar-ne- -s I lente ha s a m gmmt s Gng 称沿袭了著名的墨西哥Baja 1000汽车比赛。第一届SAEMi-i Baja比赛于1976年举 办，并且迅速成为一个地区性的年度比赛。比赛由三个评判标准组成，即一天的静态 比赛一一设计、成本、陈述一一接着一天是各自的性能竞赛项目。 Mi-i Baja 比赛重 点强调了地盘的设计，因为每个队伍都使用一个 8匹马力的引擎，这一点无法改变。 在过去的20多年里，SAE Mini Baja的成功超乎了每个人的预期。

41、在SAE Mini Baja的成功获得各界认同的同时，SAE联合美国三大汽车公司开始 推广一项技术水平更高的工程类学生竞赛， 这就是Formula SAE Formula SAE相比SAE Mini Baja 有着许多进步和发展，引擎的限制也已经大大放宽，允许参赛车队使用 610cc以下的发动机，这极大地提升了赛车的性能表现。在发达国家，很多高校已经 从事Formula SAE超过20年时间，拥有大量资金和试验基础的情况下，他们的作品已 经基本达到了专业水平，最高时速可达到甚至超过200km/h, 0到100km/h加速时间一 般都在4.5s以内。 从原先在SAE Mini Baja 比赛

42、中的8hp发动机到现今Formula SAE中已经超过 100hp的大功率发动机，Formula SAE在多方面都取得了惊人的成绩，并且该项比赛 一直保持了发展的态势。 1.1.3、 国内情况 中国大学生方程式汽车大赛(简称“中国 FSAE)是一项由高等院校汽车工程或 汽车相关专业在校学生组队参加的汽车设计与制造比赛。各参赛车队按照赛事规则和 赛车制造标准，在一年的时间内自行设计和制造出一辆在加速、制动、操控性等方面 具有优异表现的小型单人座休闲赛车，能够成功完成全部或部分赛事环节的比赛。 2010年第一届中国FSAE由中国汽车工程学会、中国二十所大学汽车院系、国内 领先的汽车传媒集团

43、一一易车(BITAUTO联合发起举办。中国FSAER持“中国创造 擎动未来”的远大理想，立足于中国汽车工程教育和汽车产业的现实基础，吸收借鉴 其他国家FSAEW事的成功经验，打造一个新型的培养中国未来汽车产业领导者和工程 师的交流盛会，并成为与国际青年汽车工程师交流的平台。 中国FSA敢力于为国内优 秀汽车人才的培养和选拔搭建公共平台，通过全方位考核，提高学生们的设计、制造、 成本控制、商业营销、沟通与协调等五方面的综合能力，全面提升汽车专业学生的综 合素质，为中国汽车产业的发展进行长期的人才积蓄，促进中国汽车工业从“制造大 国”向“产业强国”的战略方向迈进。 中国FSA皿一项非盈利的社会

44、公益性事业，利在当代，功在未来。项目的运营和 发展结合优秀高等院校资源、整车和零部件制造商资源，获得了政府部门和社会各界 的大力支持以及品牌企业的资助。社会各界对项目投入的人力支持和资金赞助全部用 — smet n e dc->, aitesa nd -u pmet o -he ip — s-u-i In — — — n s s l mevn, ne- -u-i mcnneps ne ed o Ie futhe e nhaned to - - e — t

45、- n suer —, t o sie fo the pr oice _u-i on — — nsa— con —

46、sud XX — —— in-m- ad eu — e n le nte In reque- ns he ta ch ng pins scoo or 101d s_ — —ud s-t o isai peard o noti-o,- uimms scoo r — d maagmet —onel fmi-rXX po-ine tta ci ng poins dg-le du-on resu- fl l coerpoec -st - - m—gme n —nal, Pa — — wh ega d o insaatonpe pa-on patsaco dng o the pin o XX poi

47、nceul cve-e o d — edcl _ esou _si nthep oec -ntruton — ng - et ma nul . Dvi cs ae -e to ree ie TV sin- s ad J d-a the scoo shae s — l t-ni ng

48、 thi s cy, XX, kn c-s aeo 54 pe — ep — l y, the o — nt n X| a dvson o a c-s, a c- ssa tot-r-ne d fs n Diii o a ci — — s — — d the n-tin-mn— lone 2p - i ni --cnd pie hid pie a he poi n_ eel 3 A — y ora nie —— nt-in of the e —nng sale he - k o eey me At pesnt n the oen spae opubk srie paom o poVnil ed

49、uat — e soucs tta cers nmbe 2444 83tothe tot- numer of taces sudnt nu - e s 669 o the oen spac, the — s toals uans " to (unio hih shols ude nts n 30 , -o- sde reuied,reitr-i on nu - e tomet t he reu — ms of eaces a nd sudns i n XX n is pa -. -e,i nom — n e chol o)y appi-i o ca p — as a m - ns o bos

50、 ea ci ng o teahes ouse nom m n, E- In Bura ie and m_e n -uction- te

51、nt sse m no - in e dc-in i n shol pefrmace ealuti on,e dc-in a sssmlnt no - t o w ok moeha n o

52、 se - g 1sssme n -thds taci ngmaagme n oeduain 一 一 9 nom-in a nda pplc - s ByMarh”6 1000fte ta cer slpat -td i nanat - eduaioal tehnlgy t-i ng o —— ad seo — ysh - t-

53、gcasf-ont-i ng o tahes,scooeacesa cd— e - snomai In -n og y, tace - ng ad netwk - nagmmtpesnne lfrm te lout y, wh nthes — l bakto sc— —ig mnetrii ng s

54、 分析双横臂独立式悬架的结构和悬架设计要求，在悬架设计中，根据整车的布置 要求以及经验数据，确定悬架的整体空间数据和性能参数，在 ADAMSC件平台上建立 双横臂独立悬架的简化物理模型，进行动力学仿真分析，通过分析车轮垂直跳动、转 动与车轮前束角的变化等关系获得相关数据，优化相关参数，建立虚拟双横臂独立选 件模型，并运用Pro/E建立悬架三维物理模型。 其具体路线如框图1.1所示。 调研，资料收集 悬架结构形式选择 k 各零件尺寸的计算 不合格 ADAMS建模、优化 Pro/E建模 完成CAD图 图1.1设计路线图 # r — — bk-elSeo normto

55、n m — g -t- — — s r — —— or co — — — — — < --wo dm — — —on - ejys i-e— — t rght ~r—— — —— d of . cm pUte or i s pop — y—— 一 o p~o~ spohbie* — — leak s — — or repons bt A— - g- - sin chage of w ho sin chage — oSr -r a - - s e »~e Or, w - u-spinc — o ― si n cage o m — — — shoo s u~— —t» r oes and e-on

56、skle s o i rfomkr —Ka —— e — s bts t o shoos XX — ―一 u-H — Se 20 -9 o w — wee not casifed —H poe — asesme - ofw hich -3 -u-l on — — — new ok Or Casiid - poe c - levs wihol t hr — — — m. - ssem s oa e - I - i — akn sse — — XX e d — onc oud -m，co — ns — — h eSov— — ,e su — i baryes data base mi sev —

57、— a se books al - a ne sev ces No Or grade poe — — e co d and -aua - of scoo （Ui s，— — — ns he— — Da —di> t o nomaon se f g- poeOn a — t po — a n s — — , ora niain —e d-t nomain se f lga_ poe cin se ciy — ng— n sstm cosr uct ma nd e ――― mase s 10n. ucon a- g — ee -u — n, m — — t o ga_ poe cin sy st

58、m o hee qirme ns mkls i nom- syem se— — — — 一 — e o- osyfail upo ■ min Y- n, acco dig t o tie s- -ad, hg h qaly pa nn，XX e — t onl metool tn aea netwol _■ zes — n — ouan o s — l s hn - of — — yts of bra e, ' — — -e b V do,a ud o o he a - t ee —nc w I0 — — mlk- clasolm s emoe nea cie - e o eahng

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60、sagin pa nning eleenay Ind m— scoos cmps netwol and e — in — d - a n nl-k a ndl _al -a — sig netwol cm_ ny - oea ton, uig bra-s" new ok 一 phy - f be aig t o 1alh sho. o miium o - s — — hs phyi- fbe schol shol pas E-h shol -nstulin sanaa- of cm ps newok and nt wok ace- o a l o-s； XX e — in me — — ara

61、 new ok cne mahine rom e qi —tin heM nstyo e — in stadadi ~in mn — — np - m, te le—l Li kayo ado-V— — uai on resu - s st up a Chinee ta!he— — n — d p - m, mpleene d lnks te wo pafom. At pese n, te cys p - ay - m_e shol s - ns t o cmpue 31D, Valyt h- m； 8H ->im- class t hrugh he —som p — y - - coday；

62、36o te cmps ne- The e s-ismlnt oana dvn— pacia Gigbt -uatoal me — — aea ne-< the ciys —s ha-e a cc _ o e duaioal me — — aea ne-— scoos ha-e -mpj> netwols clsd— cut eleii o netwol , boadas n—^k s iot he ca so — , eaie t he —— Sih — ,ae ne nebandwdh, cn -e tthe neds o teahig ofhe shol o — a nd a any

63、tme A ccodng t oMn - o -i—on - fl s — d mpme nain tacig pins —-uC on resurcls ul cve p olo n — t - （a«t e chial — 202）74 h,）and XX Proine lep— o e duaonln i sse d XX p — ne ea ci ng pm d— edcat o esoucs ful coerpr oec — — na - ve~ o noicat on （~n tugt ete 20，"t h,, r - irme ns I— 6 a teahig pon s —

64、— nai on ea ci ng poins ie duaon resu- s fl cv er p — t cmb nedl cy —— — — e d issud h1s XX liy Bueu o tac hngpins …-sou cs fl coerp jt of — — nat - p — — . is—ise dXX,fJ coergeo iesou cs n m o_r n ~ nce -uain tta ci ng pol ea dig g - p X| c—ird the Se — ay foedc-i on E.ta bised dig— eoue si -den d

65、s-ne edcat on tea -ing XX ul coergep oec gop,X| De coofthe lente fo —— on— inom — n a nd eluip — n ♦ — . Z hu - eposbe or ds-ne — — n dig— resu_ s _veig pr oec - J - s n XX — scoo dgt-esou cs i n -de n ds-nce edc—in tacig fl -cve-e poet ea dig _u. dgal esoure s n m - n ds-ne —— - tachg - XX ful co-g

66、ep_tgop la dehp a nd ogaiain, n a cco_ne w h the uied a m gme nofthew hoe poV ncere soni_ o uiesy e —in dgal esoure s cvei ng poec — ng - et — ime— n—in Acod ng to p o-ncs ar-ne- -s I lente ha s a m gmmt s Gng 第2章 独立双横臂悬架结构分析 2.1、 悬架组成和分类 悬架是现代汽车上重要总成之一，他把车架（或车身）与车轴（或车轮）弹性的 连接起来。其主要任务是传递作用在车轮很车架（或车身）之间的一切力和力矩；缓 和路面传给车架（或车身）的冲击载荷，衰减由此引起的承载系统的振动，保证汽车 的行驶平顺行；保证车轮在路面不平和载荷变化时有理想的运动特征，保证汽车的操 作稳定性，是汽车获得高速行驶能力。悬架主要由弹性元件，导向装置与减振器等元 件组成。 2.1.1、 悬架组成 现代汽车的悬架尽管各有不同的结构型式，但一般都是由弹性元件、减振器和导 向机构三部分组成。导向机构在轻