FSAE賽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計及性能分析
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【摘要】:轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計是賽車設(shè)計中一個重要組成部分,車手對賽車的操縱大部分通過轉(zhuǎn)向系統(tǒng)完成,轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的性能直接影響到賽車性能表現(xiàn)。本文以合肥工業(yè)大學云電二代賽車為對象,系統(tǒng)的研究了FSAE賽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計過程和方法,優(yōu)化轉(zhuǎn)向梯形,建立虛擬模型,通過仿真試驗對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)性能進行分析,評價系統(tǒng)優(yōu)劣。 論文分析FSAE賽車與傳統(tǒng)乘用車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的區(qū)別,根據(jù)組委會規(guī)則和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計要求制定賽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計目標和設(shè)計流程。對比各類型轉(zhuǎn)向器特點,確定賽車用轉(zhuǎn)向器類型;根據(jù)規(guī)則設(shè)計方向盤;設(shè)計并計算轉(zhuǎn)向系統(tǒng)性能參數(shù)、計算參數(shù);基于回正性和輕便性設(shè)計主銷定位參數(shù);基于前輪側(cè)滑機理匹配設(shè)計輪胎外傾角和前束角。選擇斷開式轉(zhuǎn)向梯形,考慮轉(zhuǎn)向時側(cè)偏角對轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角關(guān)系的影響,引入高速過彎垂直載荷重新分配對輪胎側(cè)偏剛度的改變,建立帶有阿克曼校正系數(shù)的目標轉(zhuǎn)角關(guān)系式,根據(jù)實際左右輪轉(zhuǎn)角關(guān)系,優(yōu)化轉(zhuǎn)向梯形;根據(jù)懸架桿系運動時與轉(zhuǎn)向桿系干涉最小的原則,優(yōu)化轉(zhuǎn)向桿系布局。 論文建立賽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及整車虛擬樣機模型,分析輪胎同向跳動和反向跳動時各定位參數(shù)的變化;進行穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)仿真試驗,根據(jù)國標和比賽規(guī)則建立賽車穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗評價指標;進行轉(zhuǎn)向輕便性和回正性仿真試驗,評價賽車轉(zhuǎn)向輕便性和回正性。仿真結(jié)果表明,賽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)定位參數(shù)隨輪胎跳動變化不大,穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)性能和輕便性優(yōu)秀,并有較好的回正性,對今后FSAE賽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計提供了參考意義。
【關(guān)鍵詞】:FSAE賽車 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計 轉(zhuǎn)向梯形 轉(zhuǎn)向性能
【學位授予單位】:合肥工業(yè)大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2015
【分類號】:U463.4
【目錄】:
- 致謝7-8
- 摘要8-9
- ABSTRACT9-13
- 插圖清單13-15
- 表格清單15-16
- 第一章 緒論16-21
- 1.1 FSAE賽事介紹16-17
- 1.2 賽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)研究現(xiàn)狀17-20
- 1.2.1 國外主要研究現(xiàn)狀18-19
- 1.2.2 國內(nèi)主要研究現(xiàn)狀19-20
- 1.3 本課題研究內(nèi)容和研究意義20-21
- 第二章 賽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述21-24
- 2.1 賽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)作用及組成21
- 2.2 賽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與乘用車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)區(qū)別21-22
- 2.3 賽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計目標22-23
- 2.4 賽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計流程23
- 2.5 本章小結(jié)23-24
- 第三章 FSAE賽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計24-42
- 3.1 轉(zhuǎn)向器方案選型24-26
- 3.1.1 轉(zhuǎn)向器分類及其特點24-25
- 3.1.2 轉(zhuǎn)向器方案比較和選型25-26
- 3.2 方向盤設(shè)計26-28
- 3.3 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)性能參數(shù)設(shè)計28-31
- 3.3.1 最大轉(zhuǎn)向角度28-30
- 3.3.2 轉(zhuǎn)向系角傳動比30-31
- 3.3.3 轉(zhuǎn)向系轉(zhuǎn)矩傳動比31
- 3.4 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)計算參數(shù)設(shè)計31-33
- 3.4.1 齒條行程及梯形臂長度31-32
- 3.4.2 轉(zhuǎn)向系計算載荷確定32-33
- 3.5 基于回正性和輕便性的主銷參數(shù)設(shè)計33-39
- 3.5.1 主銷定位參數(shù)34-36
- 3.5.2 賽車回正力矩組成36-38
- 3.5.3 主銷定位參數(shù)設(shè)計38-39
- 3.6 輪胎外傾角和前束匹配設(shè)計39-41
- 3.6.1 輪胎定位參數(shù)39-40
- 3.6.2 輪胎外傾角設(shè)計40
- 3.6.3 與外傾角相匹配的前束角設(shè)計40-41
- 3.7 本章小結(jié)41-42
- 第四章 FSAE賽車轉(zhuǎn)向梯形優(yōu)化設(shè)計42-61
- 4.1 轉(zhuǎn)向梯形選型42-43
- 4.2 目標轉(zhuǎn)向關(guān)系優(yōu)化43-54
- 4.2.1 標準阿克曼轉(zhuǎn)向關(guān)系43-44
- 4.2.2 考慮側(cè)偏角時的左右輪轉(zhuǎn)角關(guān)系44-46
- 4.2.3 輪胎側(cè)偏特性46-50
- 4.2.4 轉(zhuǎn)向時四輪載荷重新分配計算50-52
- 4.2.5 目標轉(zhuǎn)向關(guān)系優(yōu)化52-54
- 4.3 轉(zhuǎn)向梯形參數(shù)優(yōu)化設(shè)計54-58
- 4.3.1 實際轉(zhuǎn)角關(guān)系54-56
- 4.3.2 轉(zhuǎn)向梯形參數(shù)優(yōu)化目標函數(shù)建立56
- 4.3.3 轉(zhuǎn)向梯形參數(shù)優(yōu)化變量與約束條件56-57
- 4.3.4 轉(zhuǎn)向梯形設(shè)計結(jié)果57-58
- 4.4 轉(zhuǎn)向桿系與懸架系統(tǒng)匹配設(shè)計58-59
- 4.5 本章小結(jié)59-61
- 第五章 系統(tǒng)建模與轉(zhuǎn)向性能分析61-82
- 5.1 ADAMS/Car建模過程61-62
- 5.1.1 ADAMS/Car 軟件介紹61
- 5.1.2 ADAMS/Car 建模過程介紹61-62
- 5.2 FSAE賽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及整車建模過程62-66
- 5.2.1 轉(zhuǎn)向子系統(tǒng)模型建立62-63
- 5.2.2 輪胎模型建立63-65
- 5.2.3 前懸架子系統(tǒng)模型建立65
- 5.2.4 整車裝配模型65-66
- 5.3 車輪跳動分析66-72
- 5.3.1 車輪平行跳動試驗67-70
- 5.3.2 車輪反向跳動試驗70-72
- 5.4 穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)特性分析72-77
- 5.4.1 仿真方法73-74
- 5.4.2 仿真結(jié)果74-76
- 5.4.3 評價指標76-77
- 5.5 轉(zhuǎn)向輕便性分析77-79
- 5.5.1 仿真方法77-78
- 5.5.2 仿真結(jié)果78
- 5.5.3 評價指標78-79
- 5.6 轉(zhuǎn)向回正性分析79-81
- 5.6.1 仿真方法79-80
- 5.6.2 仿真結(jié)果80-81
- 5.6.3 評價指標81
- 5.7 本章小結(jié)81-82
- 第六章 總結(jié)與展望82-84
- 6.1 總結(jié)82-83
- 6.2 展望83-84
- 參考文獻84-87
- 攻讀碩士學位期間的學術(shù)活動及成果情況87
【參考文獻】
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本文關(guān)鍵詞:FSAE賽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計及性能分析,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
本文編號:348975
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