FSAE賽車轉向設計優(yōu)化及整車操縱穩(wěn)定性分析.pdf

1、賽車轉向系統(tǒng)作為賽車重要子系統(tǒng)之一，是由車手親自操縱來控制賽車進行比賽。在比賽過程中轉向機構很大程度上決定了賽車的轉向性能，同時影響賽車的操縱性能及其他性能；一個好的轉向系統(tǒng)可以充分的發(fā)揮賽車的整體性能，并且能給車手很好的反饋，提高整體表現(xiàn)。故應用數(shù)學建模方法，在有約束條件下對轉向梯形進行優(yōu)化，通過整車動力學仿真模擬測試整車性能，對指導實車進行改進具有重要意義。
　　本文首先介紹了大學生方程式賽車國內外的發(fā)展情況；以賽車轉向子系統(tǒng)

2、和整車操穩(wěn)性為研究方向，總結了國內外大學生方程式賽車轉向系統(tǒng)及整車操穩(wěn)性研究現(xiàn)狀；介紹FSC賽車設計過程，較為詳細分析了本賽車的轉向機構設計優(yōu)化過程；最后建立整車的動力學參數(shù)模型，并利用該模型對賽車操穩(wěn)性進行分析。
　　針對阿克曼轉向梯形機構的優(yōu)化設計，建立了數(shù)學模型，確定了約束條件，求得目標函數(shù)最優(yōu)值，斷開式轉向梯形機構的優(yōu)化是整體式轉向梯形機構優(yōu)化的遞進，并且將優(yōu)化結果有效應用于轉向機構的設計當中；為了提高車輛參賽表現(xiàn)，同時設

3、計了接近平行轉向的過阿克曼轉向梯形機構，應用Adams/Car進行了參數(shù)優(yōu)化；最后確定了轉向機構參數(shù)，并且在整車轉向仿真測試中進行驗證，取得了良好效果。
　　本文對整車進行了五項操縱穩(wěn)定性試驗和方向盤的振動分析。經過對試驗結果的分析表明：賽車的急劇轉向能力一般，轉向瞬態(tài)響應靈敏，回正性隨速度升高變化明顯，轉向盤角階躍輸入特性與穩(wěn)態(tài)轉向性能較好；賽車在到達一定速度(40km/hr)時可操縱性較差，賽車應該盡可能避免在40km/hr左