基于空間RSSR機構FSAE賽車后輪懸架與轉向機構的優(yōu)化設計.pdf

1、FSAE賽事允許賽車靈活設計，自主制造的特點使得其在各高校間得到了廣泛的交流和學習。賽事規(guī)則提倡增加后輪轉向裝置，后輪配合前輪轉向既可減小賽車的轉彎半徑，也能提高行駛穩(wěn)定性與機動靈活性。實現后輪轉動可以幫助賽車在設計項目和測試項目中取得好成績。目前針對后輪轉向的研究多集中于控制理論方法，FSAE賽車后輪轉向機構的研究較少，而針對前輪轉向與懸架結構的優(yōu)化設計較多，通常的研究方法采用平面投影模型，忽略空間模型，或在仿真軟件中建模，未能清晰的

2、表示構件參數之間關系。本文借鑒前輪的設計經驗，創(chuàng)建由若干空間RSSR機構組成的具有轉向特性的后輪懸架與轉向桿系結構，利用空間RSSR機構的解析法建立轉向桿系與后輪懸架的數學模型，通過MATLAB和ADAMS的現代設計方法得出合理的結構。
　　本研究主要內容包括：⑴基于空間旋轉矩陣法和矢量回轉法建立雙RSSR機構串聯(lián)的整體式轉向梯形的數學模型，以梯形底角與梯形臂長度為設計變量，以雙阿卡曼轉向條件為目標函數，利用MATLAB的優(yōu)化工具

3、箱完成對轉向機構的優(yōu)化設計，為了驗證理論分析的正確性，在 ADAMS中驗證理論分析的合理性。⑵鑒于斷開式轉向梯形的優(yōu)越性以及賽車后橋空間的局限性，合理布置后將轉向拉桿用轉向梯形代替，設計斷開式梯形轉向桿系，建立數學模型，通過初始數據在MATLAB中得到桿件的輸入輸出曲線。為了使設計更加直觀，在 ADAMS中創(chuàng)建仿真模型，根據數學模型的函數關系，設計硬點坐標參數化的模型，優(yōu)化后得到合理的機構。計算轉向阻力矩后將其添加在主銷上，得出傳動搖臂

4、的最大扭矩及受力最大的二力桿，對其進行受力和變形分析，驗證桿件的剛度和強度。⑶根據相關結論通過比較后，選擇斷開式轉向梯形，具有轉向特性的雙橫臂獨立懸架需重新設計，本文基于 RSSR機構的運動學，以設計賽車懸架的三視圖法為基礎，根據整車參數以及輪胎正視平面內的側傾中心和側視平面內的縱傾中心得到瞬軸，建立上下控制面，確定橫臂長度后，在三維模型中得到懸架硬點位置，最后以空間連桿運動學為基礎建立程序完成懸架的輪跳仿真，得出各參數的變化范圍。⑷依