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文檔簡介
1、<p> 本科畢業(yè)論文(設(shè)計)</p><p><b> 開 題 報 告</b></p><p> 論文題目基于Adams的FSAE賽車動力學(xué)仿真 </p><p> 班 級</p><p> 姓 名</p><p> 院(系)汽車工程學(xué)院 &
2、lt;/p><p> 導(dǎo) 師</p><p> 開題時間2015.1.8 </p><p> 1.課題研究的目的和意義</p><p><b> 課題研究目的</b></p><p> 本文是基于 SAE 方程式賽車(Formula SAE)基礎(chǔ)上所開展的動力
3、學(xué)研究。</p><p> 汽車是一個復(fù)雜的系統(tǒng),整車的操縱穩(wěn)定性受到輪胎、懸架、轉(zhuǎn)向等多方面因素的影響,基于賽車性能要求和普通車輛的差異,本文將從賽車性能要求實際出發(fā),考慮懸架系統(tǒng)參數(shù)對整車動力學(xué)性能的影響,在保證一定平順性的基礎(chǔ)上對操控性進行仿真優(yōu)化,達到提高賽車操縱穩(wěn)定性的目的。并且最終在該款 FSAE 賽車的基礎(chǔ)上,通過多體動力學(xué)仿真,來檢驗和研究底盤參數(shù)對整車操縱穩(wěn)定性的影響。</p>
4、<p><b> 課題研究意義</b></p><p> 本文應(yīng)用動力學(xué)仿真軟件ADAMS建立較為精確的 FSAE 虛擬樣機,實現(xiàn)賽車底盤的參數(shù)化優(yōu)化設(shè)計,可以迅速建立相近車型的整車模型,結(jié)合賽車其他系統(tǒng)的虛擬樣機,對該 FSAE 賽車進行動力學(xué)分析,對賽車的操縱穩(wěn)定性進行評估和優(yōu)化,為以后的賽車設(shè)計提供了有效的參考。</p><p><b>
5、 2.國內(nèi)外研究現(xiàn)狀</b></p><p> 國內(nèi)數(shù)年前就開始相繼有學(xué)校專項針對大學(xué)生方程式賽車進行性能研究,湖南大學(xué)作為國內(nèi)最早參加FSAE的大學(xué),在2008年[1] [2],湖南大學(xué)的張武用ADAMS建立了湖南大學(xué)FSAE賽車的整車虛擬樣機,并運用國標(biāo)進行整車操縱穩(wěn)定性的動力學(xué)仿真和評價,改變參數(shù)變量,分析其對賽車操縱穩(wěn)定性的影響規(guī)律,并提出改進意見。同年湖南大學(xué)的劉美燕針對FSAE懸架進行
6、了仿真分析,并運用了多目標(biāo)優(yōu)化的方法對前懸架的主銷內(nèi)傾角、主銷后傾角、車輪外傾角和車輪前束角變化進行了優(yōu)化分析,并以穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗為例,探討了后懸架輪胎傾角與輪胎束角對 FSAE 賽車整車操縱穩(wěn)定性的影響,并對其進行了改進。2009[3]年湖南大學(xué)的柴天結(jié)合FSAE賽車比賽規(guī)則和賽道的布置特點,從賽車底盤角度出發(fā),提出了FSAE賽車設(shè)計參數(shù)制定的基本思路,確定了 FSAE賽車設(shè)計工作的基本方向和目標(biāo)。在2011年,北京理工大學(xué)的倪俊[4]
7、對和華南理工大學(xué)的吳健瑜[5]都對雙橫臂前懸架的運動學(xué)進行了的仿真及優(yōu)化,研究了懸架參數(shù)中的敏感參數(shù),獲得了動態(tài)性能優(yōu)越的懸架幾何,改善了操控穩(wěn)定性。同年,西華大學(xué)的廖小亮[6]利用ADAMS 軟件建立FSA</p><p> 國內(nèi)從七十年代初,長春汽車研究所和清華大學(xué)都同時致力于車輛動力學(xué)的研究,研究工作主要集中在汽車操縱穩(wěn)定性、平順性性能指標(biāo)的評價法、汽車力學(xué)模型的建立、車輛的性能預(yù)測和優(yōu)化設(shè)計方法等[13
8、] [14]。1992年,清華大學(xué)的張海芩運用牛頓-歐拉法,建立了包含懸架系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、輪胎模型和制動系統(tǒng)的非線性模型[15],對汽車操縱穩(wěn)定性和制動性進行了更進一步的研究。車輛動力學(xué)發(fā)展到了一個很高的水平。</p><p> 1973年[16],美國Michigan大學(xué)教授等人研制出了ADAMS軟件,國外車輛動力學(xué)中的操縱穩(wěn)定性研究經(jīng)歷了由試驗到理論,開環(huán)到閉環(huán)的研究過程。仿真計算也是由穩(wěn)態(tài)到瞬態(tài)的響應(yīng)仿真
9、,力學(xué)模型由線性發(fā)展到非線性的多體系統(tǒng)模型。</p><p> 縱觀國內(nèi)國外,雖然動力學(xué)的建模和仿真在乘用車領(lǐng)域發(fā)展的很成熟,然而國內(nèi)的大學(xué)生方程式賽車領(lǐng)域,相關(guān)研究比較少,所以這個題目還是很有研究意義的。</p><p> 3. 本課題的研究內(nèi)容及技術(shù)方案</p><p> 本文的主要內(nèi)容是運用虛擬樣機技術(shù),系統(tǒng)地完成以哈爾濱工業(yè)大學(xué)(威海)FSAE 賽車的
10、操縱穩(wěn)定性為研究目的的虛擬樣機設(shè)計流程。利用虛擬樣機技術(shù)建立賽車的整車動力學(xué)模型,參照國家標(biāo)準(zhǔn)試驗和比賽項目對整車進行了操縱穩(wěn)定性仿真研究。通過仿真,分析對影響操縱穩(wěn)定性的因數(shù)及其規(guī)律,提出改進意見,為以后的 FSAE 賽車設(shè)計提供參考。</p><p> 主要研究內(nèi)容及技術(shù)方案包括以下四個方面:</p><p> (1)根據(jù)哈爾濱工業(yè)大學(xué)(威海) FSAE 賽車的所有結(jié)構(gòu)參數(shù),利用
11、ADAMS/Car 軟件建立了整車的動力學(xué)模型,包括前后懸架系統(tǒng)、前后輪胎、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及車身結(jié)構(gòu)。從而將虛擬樣機技術(shù)引入到 FSAE 賽車性能研究領(lǐng)域。</p><p> ?。?)根據(jù) ADAMS 的仿真控制原理,參照普通汽車的操縱穩(wěn)定性道路試驗方法和國家標(biāo)準(zhǔn) GB/T6323-1994 汽車操縱穩(wěn)定性試驗方法,并根據(jù)比賽項目適當(dāng)修改實驗參數(shù),進行操縱穩(wěn)定性試驗仿真,包括:蛇形試驗、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角階躍輸入試驗、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)
12、角脈沖輸入試驗、轉(zhuǎn)向回正性能試驗、轉(zhuǎn)向輕便性試驗和穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗。并根據(jù)實驗調(diào)試數(shù)據(jù)和賽事經(jīng)驗適當(dāng)調(diào)整性能評價指標(biāo),使實驗更有效。</p><p> ?。?)選擇賽車的主要結(jié)構(gòu)參數(shù),根據(jù)參數(shù)變化設(shè)計出幾種變形車型。對所有的變形車型進行操縱穩(wěn)定性試驗仿真,將結(jié)果與原型車相比較,研究不同參數(shù)對賽車操縱穩(wěn)定性的影響規(guī)律。</p><p> ?。?)根據(jù)參數(shù)影響規(guī)律,對 FSAE 賽車就操縱穩(wěn)定性方
13、面提出改進意見,對今后的設(shè)計工作具有重要的指導(dǎo)意義。</p><p><b> 4. 本設(shè)計的特色</b></p><p> 本文特色是將國家標(biāo)準(zhǔn) GB/T6323-1994 汽車操縱穩(wěn)定性試驗方法運用到FSAE賽車的性能的評價,根據(jù)實際調(diào)試數(shù)據(jù)和經(jīng)驗對標(biāo)準(zhǔn)實驗參數(shù)做相應(yīng)的調(diào)整,使之更加適合FSAE的賽車性能評價,形成具有特色的評價方法,為以后車隊賽車動力學(xué)評價提
14、供科學(xué)良好的基準(zhǔn)。</p><p><b> 5. 進度安排</b></p><p> 1-3周:查閱資料,包括相關(guān)動力學(xué)仿真相關(guān)論文,操控性仿真評體系文獻,動力學(xué)相關(guān)書籍,并學(xué)習(xí)Adams軟件。</p><p> 4-5周:繼續(xù)學(xué)習(xí)Adams軟件及其模型機理。</p><p> 6周:收集整車與各個總成詳細(xì)參數(shù)
15、。</p><p> 7-9周:逐步完成各個總成Adams虛擬樣機模型的建立,包括輪胎、轉(zhuǎn)向、懸架、動力系統(tǒng)、車身系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)建模。</p><p> 10-11周:完成Adams整車組裝及參數(shù)模型的調(diào)試,根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)進行動力學(xué)仿真,得出仿真結(jié)果。</p><p> 12-14周:完成變種車的仿真,得出仿真結(jié)果。</p><p>
16、15-18周:整理運算實驗成果,按照要求撰寫論文各章內(nèi)容,并準(zhǔn)備答辯。</p><p><b> 6. 參考文獻</b></p><p> 張武. FSAE賽車操縱穩(wěn)定性的仿真研究[D]. 湖南大學(xué),2008.</p><p> 劉美燕. FSAE賽車懸架仿真分析及操縱穩(wěn)定性虛擬試驗[D]. 湖南大學(xué),2008.</p>&
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23、<p> GB/T 6323.1-1994. 汽車操縱穩(wěn)定性試驗方法 蛇行試驗 [S].1994</p><p> GB/T 6323.3-1994. 汽車操縱穩(wěn)定性試驗方法 轉(zhuǎn)向瞬態(tài)響應(yīng)試驗(轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角脈沖輸入) [S].1994</p><p> GB/T 6323.2-1994. 汽車操縱穩(wěn)定性試驗方法 轉(zhuǎn)向瞬態(tài)響應(yīng)試驗(轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角階躍輸入) [S].1994&l
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