FSAE電動賽車多連桿式后懸架結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析,姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師：,目 錄,一、FASE賽車的背景及意義二、多連桿式懸架簡述三、總體設(shè)計思路四、結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定五、模型的及有限元分析,一、FSAE賽車背景及意義,FSAE是一項由高等院校汽車工程或汽車相關(guān)專業(yè)在校學(xué)生組隊參加的汽車設(shè)計與制造比賽。是一項非盈利社會公益性事業(yè)，項目的運(yùn)營和發(fā)展整合了優(yōu)秀高等院校資源、整車和零部件制造商資源。2010年第一屆 FSC（FSAE）由中國汽車工程學(xué)會、中國 21 所大學(xué)汽車院系、易車（BITAUTO）聯(lián)合發(fā)起并成功舉辦。它有利于提高學(xué)生們的設(shè)計、制造的能力。,二、多連桿式懸架簡述,我這次設(shè)計的主要內(nèi)容是懸架，它是汽車上重要的組成部分,它是車架或承載式車身和車橋或車輪之間彈性連接并傳遞力和力矩的裝置的總稱。與輪胎一起,吸收和緩沖汽車行駛中由于路面不平所造成的各種制動和沖擊,從而保證乘客乘坐舒適和貨物的安全。懸架一般由起著緩沖作用的彈性元件、減振作用的減振器、導(dǎo)向作用的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)三部分組成。,本次畢業(yè)論文所研究的多連桿后獨(dú)立懸架主要包括上橫臂、下前后擺臂、縱向推力桿、減振器、螺旋彈簧等,它們通過橡膠襯套和各種約束連接。賽車懸架應(yīng)當(dāng)具備下列條件: 1) 簡單，快速，被駕駛員輕易控制； 2) 無論是縱向還是橫向的都能承受很大的力； 3) 質(zhì)量輕； 4) 可以根據(jù)路面的要求快速調(diào)整； 5) 安全、可靠。,三、總體設(shè)計思路,1.本課題是參照雙橫臂獨(dú)立懸架進(jìn)行設(shè)計的，同時根據(jù)中北大學(xué)FSC賽車的后獨(dú)立懸架結(jié)構(gòu)形式、進(jìn)行必要的設(shè)計、確定主要定位參數(shù)及后懸架的尺寸。2.然后利用 proe 建立 FSAE 賽車后懸架的三維機(jī)構(gòu)模型；將三維模型導(dǎo)入有限元軟件中，判斷下控制臂的結(jié)構(gòu)和材料是否滿足設(shè)計要求。,四、結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定,1、后懸架固有頻率的選擇 F1 方程式賽車的固有頻率通常為 5Hz，家用車的固有頻率為1-2Hz，考慮到駕駛員的技術(shù)水平，一般適當(dāng)降低些，并參照中北大學(xué)賽車，取n=2.8Hz。2、后懸架的剛度為 1）總剛度是指輪胎接地點(diǎn)相對車架或車身單位垂直位移時所受到的垂向力。,后懸架乘適剛度由式可得（其中ms為簧載質(zhì)量）,總的剛度中包含輪胎和車架的剛度，還需要減去輪胎的剛度，才能成為我們所求的懸架剛度。（其中為輪胎徑向剛度，參考中北大學(xué)賽車，確定為kT=350000 N /m ）,計算的kw為25741N/m。即懸架剛度為25741N/m.根據(jù)懸架剛度選取牌號為20的優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼。 3）橫向穩(wěn)定桿計算 由下公式可推出橫向穩(wěn)定桿直徑為,（其中E為彈性模量）,后輪距1180mm，初步選取L為800mm，L2為60mm，a 為43mm，b為177mm,所以d=28.6mm 取29mm4）四輪定位參數(shù)參考中北大學(xué)方程式賽車，確定為FSAE賽車的，外傾角=-1°，主銷后傾角=0°，主銷內(nèi)傾角=0°，前束=0°。,五、模型的建立及有限元分析及有限元分析,用proe所建的模型圖為：,1、0.5g 加速工況,0.5g加速工況推桿等效位移圖,0.5g加速工況推桿等效應(yīng)力圖,對后懸架的推桿進(jìn)行分析,0.5g加速工況分析：,由圖可知，最大位移為0.204mm。同時，推桿收到了來自輪胎所傳遞過來的力矩，最大應(yīng)力為362.4MPa，而在其他位置，推桿所受的應(yīng)力均小于362.4MPa。材料的屈服強(qiáng)度445MPa。因此在0.5g加速工況下，推桿滿足設(shè)計要求。,2、0.95g轉(zhuǎn)向工況：,對后懸架的推桿進(jìn)行分析,0.95g轉(zhuǎn)向工況推桿等效位移圖,0.95g轉(zhuǎn)向工況推桿等效應(yīng)力圖,0.95g轉(zhuǎn)向工況分析：,最大位移為0.1984mm。最大應(yīng)力為361.6MPa。推桿的其余部分，出現(xiàn)小部分的應(yīng)力作用，局部最大應(yīng)力值分別為136MPa和336MPa。以上應(yīng)力均符合設(shè)計要求，同時也低于材料的剛度445MPa，推桿設(shè)計滿足要求。,3、共振分析：,共振分析的主要作用就是能夠確定設(shè)計中所有部件的固有頻率和振型，因?yàn)橹灰菣C(jī)械在運(yùn)作，就肯定會有動載荷的干擾，如果不進(jìn)行處理，在行車過程中將會產(chǎn)生共振，引起巨大的噪聲，甚至又可能破壞部件的結(jié)構(gòu)。 通過分析下推桿的頻率在 500Hz 以上，而由于路面的因素引起車輛共振的頻率一般為 180Hz。因此，不會因?yàn)槁访娴囊蛩囟瓜峦茥U發(fā)生共振現(xiàn)象，所以，推桿設(shè)計滿足要求。,謝謝觀賞請各位老師指導(dǎo),