FSAE電動(dòng)賽車前懸架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析【雙橫臂式懸架】開題報(bào)告
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開 題 報(bào) 告1.結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)情況,根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料,撰寫 2000 字左右的文獻(xiàn)綜述:文 獻(xiàn) 綜 述一.課題研究背景FSAE (Formula SAE)系列賽事由 SAE (Society of Automobile Engineering,美國(guó)汽車工程師協(xié)會(huì))主辦,目的在于挑戰(zhàn)世界各地大學(xué)本科生研究生團(tuán)隊(duì)設(shè)想、設(shè)計(jì)、制造小型方程式賽車的能力。為了給團(tuán)隊(duì)最大的設(shè)計(jì)靈活性和充分展示他們想象力和創(chuàng)造力的空間,比賽對(duì)整車的限制總體來說是比較少的。在參加比賽之前,車隊(duì)一般都要花費(fèi)八至十二個(gè)月的時(shí)間去設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)賽車以及完成賽前準(zhǔn)備。在和來自世界其他大學(xué)車隊(duì)的比較過程中,賽事本身就給了車隊(duì)證明和展示車隊(duì)創(chuàng)造力和工程技術(shù)能力的機(jī)會(huì)。懸架系統(tǒng)是電動(dòng)賽車的一個(gè)重要組成部分。懸架的性能是影響汽車行駛平順性、操縱穩(wěn)定性和行駛速度的重要因素。因此,研究電動(dòng)賽車振動(dòng),設(shè)計(jì)新型懸架系統(tǒng),將振動(dòng)控制到最低水平是提高現(xiàn)代汽車質(zhì)量的重要措施 [1]。懸架是將車輪和車架相連接的部件,懸架將承受來自地面通過車輪傳遞各種力和力矩,同時(shí)懸架的設(shè)計(jì)也影響著在跳動(dòng)時(shí)的輪胎姿態(tài),這也極大影響著輪胎與地面的接觸特性,決定著輪胎的極限性能能否充分發(fā)揮。換句話說,一臺(tái)良好的賽車必須要有一個(gè)性能良好的懸架系統(tǒng)。對(duì)于 FSAE 賽車來說,懸架的設(shè)計(jì)是否成功也在很大程度上決定了整個(gè)賽車性能的水平。二.課題研究的意義基于賽車和普通車輛的差異,本文將從賽車性能要求實(shí)際出發(fā),對(duì)賽車的懸架系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì),并研究懸架的性能以及相關(guān)參數(shù)對(duì)懸架系統(tǒng)性能的影響。在保證一定平順性的基礎(chǔ)上對(duì)其整體系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì),力求使賽車具有良好操縱穩(wěn)定性。在初步完成對(duì)賽車的懸架設(shè)計(jì)結(jié)束后,為了更多更深入地了解賽車的性能,利用 ADAMS 軟件對(duì)懸架進(jìn)行虛擬試驗(yàn),得出懸架的基本性能。為進(jìn)一步提高賽車操縱穩(wěn)定性性能提供數(shù)據(jù)積累,為此后的賽車設(shè)計(jì)積累經(jīng)驗(yàn)。3.國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.國(guó)外研究現(xiàn)狀國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)車輛懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)的研究起步較早,幾乎同步于獨(dú)立懸架誕生之日。德國(guó)的 Prof . J. Reimell(耶爾森·賴姆帕爾)著的《汽車底盤技術(shù)》對(duì)各種懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)作了詳細(xì)的分析,對(duì)車輪定位參數(shù)做了準(zhǔn)確的定義,分析了他們的作用及其對(duì)整車操縱穩(wěn)定性的影響。在懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)分析中,描述了彈簧變形過程中車輪定位值的變化過程:描述了彈簧各部件及鉸接處具有彈性,由輪胎和路面之間的力和力矩引起的車輪定位值的變化,并且給出了一些典型車型的車輪定位參數(shù)的變化曲線,這些變化曲線都是實(shí)測(cè)得到的,可以用來進(jìn)行操縱穩(wěn)定性的評(píng)價(jià) [2]。由阿達(dá)姆·措莫托著的《汽車行駛性能》和安培正人著的《汽車的運(yùn)動(dòng)與操縱》,介紹了懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)對(duì)汽車行駛性能的影響,在懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)對(duì)汽車操縱穩(wěn)定性的影響方面進(jìn)行了較為系統(tǒng)的分析 [3,4]Wolfgang Matschinsky 編寫的《車輛懸架》從懸架的理論建模、橡膠支撐的模型出發(fā)對(duì)懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)特性的理論分析作了較為深入的研究。在懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)分析中,將懸架簡(jiǎn)化成多連桿機(jī)構(gòu),用圖解法來分析輪胎的跳動(dòng)所引起的懸架變形;在懸架動(dòng)力學(xué)分析中,則對(duì)懸架模型作了受力分析,推導(dǎo)出變形與力的關(guān)系,并將橡膠襯套鉸接的處理簡(jiǎn)化成三根兩兩垂直的彈簧 [5]德國(guó)的 M.米奇克在《汽車動(dòng)力學(xué)》卷 C 中詳細(xì)介紹了汽車操縱穩(wěn)定性和懸架性能之間的關(guān)系,并根據(jù)各種不同實(shí)車數(shù)據(jù)分析了不同子系統(tǒng)如轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、助力系統(tǒng)及懸架系統(tǒng)的各個(gè)參數(shù)對(duì)整車操縱穩(wěn)定性的影響 [6]。2.國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀我國(guó)從 80 年代開始逐步開展對(duì)汽車懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)的研究,研究成果則多見于 90年代。其中,中國(guó)工程院院士郭孔輝所著的《汽車操縱穩(wěn)定性》對(duì)懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)作了最為系統(tǒng)的分析,并且在國(guó)內(nèi)首次提出了從側(cè)向力、縱向力轉(zhuǎn)向的角度研究懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)[7]。吉林大學(xué)的林逸教授等人在 90 年代也先后在各報(bào)刊發(fā)表文章闡述了橡膠元件的基本性能,著重分析了獨(dú)立懸架中橡膠元件對(duì)汽車操縱穩(wěn)定性的和平順性的影響,并提出了處理運(yùn)動(dòng)學(xué)問題的思路和方法 [8]。清華大學(xué)張?jiān)浇癫┦恐摹镀嚩囿w動(dòng)力學(xué)及計(jì)算機(jī)仿真》一書,重點(diǎn)介紹了整車多體系統(tǒng)彈性模型的建立方法 [9]文獻(xiàn)[10]運(yùn)用 ADAMS/ Car 軟件建立了某車雙橫臂獨(dú)立懸架模型,在理論驗(yàn)證的基礎(chǔ)上揭示了該懸架的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明:適當(dāng)調(diào)整下控制臂與車架前安裝點(diǎn)的位置,可使懸架的抗點(diǎn)/抬頭性能、懸架剛度和側(cè)傾角剛度得到明顯改善。仿真分析結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果對(duì)比表明,該方法可以準(zhǔn)確地計(jì)算懸架的多種性能參數(shù)。文獻(xiàn)[11]用 ADAMS,建立了某雙橫臂獨(dú)立懸架虛擬樣機(jī)模型,并進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析。在對(duì)車輪的側(cè)向滑移進(jìn)行詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上看,車輪接地點(diǎn)側(cè)向滑移量可以顯著降低,文獻(xiàn)[12]作者利用空間解析幾何的方法輪胎的磨損,進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì),從優(yōu)化結(jié)果情況將大為改善。對(duì)雙橫臂獨(dú)立懸架進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析此方法計(jì)算過程中無需進(jìn)行坐標(biāo)變換,簡(jiǎn)化了運(yùn)動(dòng)分析過程,使得計(jì)算更加方便程實(shí)際應(yīng)用。由于易于工程實(shí)際應(yīng)用。文獻(xiàn)[13]通過運(yùn)用 ADAMS 軟件對(duì)雙橫臂獨(dú)立懸架進(jìn)行數(shù)學(xué)建模、仿真,分析該懸架的幾個(gè)定位參數(shù)在車輪上下跳動(dòng)時(shí)的變化,保證了汽車具有不足轉(zhuǎn)向特性和回正特性,從而更好地指導(dǎo)設(shè)計(jì)。文獻(xiàn)[14-19]等均給出了前輪定位參數(shù)的詳細(xì)定義及其對(duì)汽車操縱穩(wěn)定性的影響,為汽車懸架設(shè)計(jì)提供了理論指導(dǎo)。4.懸架的設(shè)計(jì)流程現(xiàn)代 F1 賽車采用從外到內(nèi)的設(shè)計(jì)過程,懸架設(shè)計(jì)流程如下:(1)首先要確定賽車主要框架參數(shù),包括:外形尺寸、重量、發(fā)動(dòng)機(jī)馬力等等。(2)確定懸架系統(tǒng)類型,一般都會(huì)選用雙橫臂式,主要是決定選用拉桿還是推桿。(3)確定賽車的偏頻和賽車前后偏頻比。(4)估計(jì)簧上質(zhì)量和簧下質(zhì)量的四個(gè)車輪獨(dú)立負(fù)重。(5)根據(jù)上面幾個(gè)參數(shù)推算出賽車的懸架剛度和彈簧的彈性系數(shù)。(6)推算出賽車在沒有安裝防側(cè)傾桿之前的懸架剛度初值,并計(jì)算車輪在最大負(fù)重情況 下的輪胎變形。參考文獻(xiàn):[1]孫建民,孫鳳英. 汽車懸架系統(tǒng)的發(fā)展及控制技術(shù)研究現(xiàn)狀[J]. 黑龍江工程學(xué)院學(xué)報(bào),2001,01:57-61.[2]耶爾森懶姆帕爾著,張洪欣,余卓平譯.汽車底盤基礎(chǔ)[M].北京:科學(xué)普及出版社,1992[3]阿達(dá)姆·措莫托著.黃錫鵬、解春陽譯.汽車行駛性能[M].科學(xué)普及出版社,1992[4]安培正人著.陳幸波譯.汽車的運(yùn)動(dòng)與操縱[M].機(jī)械工業(yè)出版社,1998[5] Matschinsky, Wolfgang. Die Radfuhrungen der Strassfahrzeug[M]. Verlag Tuev Reihland TuevReihland,1987[6] M.米奇克.汽車動(dòng)力學(xué) C 卷(第二版)[M].北京:人民交通出社,1997[7]郭孔輝.汽車操縱動(dòng)力學(xué)[M].吉林:吉林科學(xué)技術(shù)出版社,1991[8]陳新,林逸,王煥明等.彈性元件對(duì)懸架性能的影響[J].汽車術(shù),1996(5): 11-13[9]張?jiān)浇?汽車多體動(dòng)力學(xué)及計(jì)算機(jī)仿真[M].吉林:吉林科學(xué)技術(shù)出版社,1998[10]宋傳學(xué),蔡章林.基于 ADAMS_ CAR 的雙橫臂獨(dú)立懸架建模與仿[J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào)江學(xué)版),2004, 34(4): 554-558[11]何耀華,閡斌云.基于 ADAMS 的雙橫臂獨(dú)立懸架的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].拖拉機(jī)與農(nóng)用運(yùn)輸車,2006, 33(6): 73-74[12]李文君,蔣永林,高樹新等.雙橫臂獨(dú)立懸架空間運(yùn)動(dòng)學(xué)分析「J}.汽車工程,2006,28(6): 529, 558 一 560[13]呂振華,常放,楊道華.利用 ADAMS 對(duì)雙橫臂獨(dú)立懸架進(jìn)行仿真分析「J}.汽車科技,2005(5): 7-9[14]李軍,孟紅,張洪康等.汽車懸架參數(shù)對(duì)操縱穩(wěn)定性影響的仿真分析研究「J}.車輛與動(dòng)力技術(shù),2001(4): 24-27[15]趙亦希,黃宏成,劉奮.懸架側(cè)傾特性參數(shù)及動(dòng)力學(xué)仿真「J}.傳動(dòng)技術(shù),2001(1):40-45[16]史建鵬.汽車轉(zhuǎn)向輪前束與車輪外傾角的設(shè)計(jì)匹配〔J}.汽車科技,2005(3): 10-12[17]褚志剛,鄧兆祥,胡玉梅等.汽車前輪定位參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)「J}.重慶大學(xué)學(xué)報(bào),2003,26(2): 87 一 89[18]陳加國(guó).前輪定位參數(shù)及其動(dòng)態(tài)變化對(duì)汽車操穩(wěn)性能的影響「J}.機(jī)械設(shè)計(jì)與制造,2004(2): 115 一 116[19]董恩國(guó),張蕾.基于 ADAMS 的車輪定位參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)「J}.中國(guó)農(nóng)機(jī)化,2006(5):106-108開 題 報(bào) 告2.本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段(途徑):一.本課題的設(shè)計(jì)流程:(1)首先要確定賽車主要框架參數(shù)。(2)確定懸架系統(tǒng)類型。(3)對(duì)選定的懸架結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)分析。二.需解決的問題:參照國(guó)外 FSAE 賽車先進(jìn)懸架形式,對(duì)中北大學(xué) FSC 賽車的前懸架結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行分析,進(jìn)行必要運(yùn)動(dòng)學(xué)\動(dòng)力學(xué)計(jì)算,以及主要元件設(shè)計(jì)計(jì)算,同時(shí)需要確定主要定位參數(shù)。三.研究手段:1.運(yùn)用大學(xué)所學(xué)的基本課程為理論基礎(chǔ),以互聯(lián)網(wǎng)為媒介和載體,了解懸架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。2.在圖書館和電子閱覽室查閱參考文獻(xiàn)和其他資料,以對(duì)這一課題的研究目的與任務(wù)更深入的了解;3.進(jìn)行必要的力學(xué)分析。4.對(duì)相關(guān)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。5.繪零件圖及裝配圖。開 題 報(bào) 告指導(dǎo)教師意見:該學(xué)生的選題,緊扣專業(yè)方向、緊扣現(xiàn)實(shí),做到理論與實(shí)踐結(jié)合、與實(shí)習(xí)體會(huì)結(jié)合,有現(xiàn)實(shí)意義,有完成選題的能力和條件,其開題報(bào)告體現(xiàn)了我院培養(yǎng)高級(jí)實(shí)用型人才的目標(biāo)的要求。且該生對(duì)于所開課題進(jìn)行了較為詳盡的調(diào)研,參考了許多文獻(xiàn),最后確定的課題具有一定的實(shí)用價(jià)值。本課題是學(xué)生所學(xué)專業(yè)知識(shí)的延續(xù),符合學(xué)生專業(yè)發(fā)展方向,對(duì)于提高學(xué)生的基本知識(shí)和技能,對(duì)于提高學(xué)生的研究能力有益。研究方法和研究計(jì)劃基本合理,難度合適,學(xué)生能夠在預(yù)定時(shí)間內(nèi)完成該課題的設(shè)計(jì)。同意參加開題報(bào)告答辯。指導(dǎo)教師: 年 月 日所在系審查意見:系主任: 年 月 日附件:參考文獻(xiàn)格式學(xué)術(shù)期刊 作者﹒論文題目﹒期刊名稱,出版年份,卷(期):頁次如果作者的人數(shù)多于 3 人,則寫前三位作者的名字后面加“等”,作者之間以逗號(hào)隔開。例如:[1] 李峰,胡征,景蘇等. 納米粒子的控制生長(zhǎng)和自組裝研究進(jìn)展. 無機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào), 2001, 17(3): 315~324[2] J.Y.Li, X.L.Chen,H.Li. Fabrication of zinc oxide nanorods. Journal of Crystal Growth, 2001,233:5~7學(xué)術(shù)會(huì)議論文集 作者﹒論文題目﹒文集編者姓名﹒學(xué)術(shù)會(huì)議文集名稱,出版地:出版者,出版年份:頁次例如:[3] 司宗國(guó),謝去病,王群﹒重子湮沒快度關(guān)聯(lián)的研究﹒見趙維勤,高崇壽編﹒第五屆高能粒子產(chǎn)生和重離子碰撞理論研討會(huì)文集,北京:中國(guó)高等科學(xué)技術(shù)中心,1996:105圖書 著者﹒書名﹒版本﹒出版地:出版者,出版年﹒頁次如果該書是第一版則可以略去版次。例如:[4]韓其智,孫洪洲﹒群論﹒北京:北京大學(xué)出版社,1987﹒101預(yù)印本 作者﹒論文題目﹒預(yù)印本編號(hào)(出版年份)例如:[5]Xiaofeng Guo and Jianwei Qiu﹒The leading power corrections to the structure functions﹒hep—ph/9810548(1998)學(xué)位論文 作者﹒論文題目﹒學(xué)士(或碩士、博士 )學(xué)位論文. 出版地:出版者,出版年份例如:[6] 陳異. 納米粒子形貌控制研究. 碩士學(xué)位論文. 北京:中國(guó)科學(xué)院, 2002電子文獻(xiàn) 主要責(zé)任者. 電子文獻(xiàn)題名﹒電子文獻(xiàn)的出處或可獲地址. 發(fā)表或更新日期例如:[7] 王明亮. 關(guān)于中國(guó)學(xué)術(shù)期刊標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)工程的進(jìn)展. http://www.caycd.edu.cn/pub/wml.txt/980810-2.html, 1998-08-16專利 專利所有者. 專利名稱. 專利國(guó)別:專利號(hào),日期.例如:[8] 姜錫洲.一種溫?zé)嵬夥笏幹苽浞桨? 中國(guó)專利:881056073,1989-07-26.- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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