开题报告--基于Adams的FSAE赛车动力学仿真

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1、 本科本科毕业毕业论文论文（设计设计） 开开 题题 报报 告告 论文题目论文题目 基于基于 AdamsAdams 的的 FSAEFSAE 赛车动力学仿真赛车动力学仿真 班班 级级 姓姓 名名 院（系）院（系） 汽车工程学院汽车工程学院 导导 师师 开题时间开题时间 1课题研究的目的和意义 1.1 课题研究目的 本文是基于 SAE 方程式赛车(Formula SAE)基础上所开展的动力学研究。 汽车是一个复杂的系统，整车的操纵稳定性受到轮胎、悬架、转向等多方面 因素的影响，基于赛车性能要求和普通车辆的差异，本文将从赛车性能要求实际 出发，考虑悬架系统参数对整车动力学性能的影响，在保证一定平顺性的

2、基础上 对操控性进行仿真优化， 达到提高赛车操纵稳定性的目的。 并且最终在该款 FSAE 赛车的基础上，通过多体动力学仿真，来检验和研究底盘参数对整车操纵稳定性 的影响。 1.2 课题研究意义 本文应用动力学仿真软件 ADAMS 建立较为精确的 FSAE 虚拟样机，实现赛车 底盘的参数化优化设计，可以迅速建立相近车型的整车模型，结合赛车其他系统 的虚拟样机，对该 FSAE 赛车进行动力学分析，对赛车的操纵稳定性进行评估和 优化，为以后的赛车设计提供了有效的参考。 2国内外研究现状 国内数年前就开始相继有学校专项针对大学生方程式赛车进行性能研究，湖 南大学作为国内最早参加 FSAE 的大学， 在

3、 2008 年 1 2,湖南大学的张武用 ADAMS 建立了湖南大学 FSAE 赛车的整车虚拟样机，并运用国标进行整车操纵稳定性的 动力学仿真和评价，改变参数变量,分析其对赛车操纵稳定性的影响规律，并提 出改进意见。同年湖南大学的刘美燕针对 FSAE 悬架进行了仿真分析，并运用了 多目标优化的方法对前悬架的主销内倾角、主销后倾角、车轮外倾角和车轮前束 角变化进行了优化分析，并以稳态回转试验为例,探讨了后悬架轮胎倾角与轮胎 束角对 FSAE 赛车整车操纵稳定性的影响,并对其进行了改进。2009 3年湖南大 学的柴天结合 FSAE 赛车比赛规则和赛道的布置特点,从赛车底盘角度出发， 提出 了FSA

4、E赛车设计参数制定的基本思路,确定了 FSAE赛车设计工作的基本方向和 目标。在 2011 年，北京理工大学的倪俊 4对和华南理工大学的吴健瑜5都对双横 臂前悬架的运动学进行了的仿真及优化，研究了悬架参数中的敏感参数，获得了 动态性能优越的悬架几何，改善了操控稳定性。同年，西华大学的廖小亮 6利用 ADAMS 软件建立 FSAE 赛车悬架转向机构的虚拟样机模型，并对转向梯形机构进 行优化设计，着重分析了梯形转向机构的几个约束条件和目标函数的建立，来改 善赛车的操控性。另外，北京理工大学的倪俊、徐彬 7基于 ADAMS 的基础上，建 立了北理工 FSAE 赛车模型并进行了操纵稳定性仿真,特点在于

5、建立了比赛赛道 模型并仿真得到赛车在赛道上的极限行驶性能。在 2012 年北京理工大学的倪俊 8针对赛车在弯道行驶时的动态转向特性进行了深入研究,得到了赛车在入弯和 出弯时横摆角速度与前轮转角的传递函数,分别对轴距及转动惯量对赛车操纵稳 定性的影响进行了分析。同年，北京理工大学的倪俊 9总结了 FSAE 赛车动力学 仿真研究过程中 UA 轮胎模型、Fiala 轮胎模型及魔术公式轮胎模型的选择及应 用方法，简述了其建模机理，并给出了若干可以指导工程应用的结论。2013 年， 长安大学的周东玉 10分析了悬架侧倾中心垂直位置和横向位置变动对赛车操稳 性的影响，论述了控制侧倾中心横向位置的重要性；研究了车轮外倾角、前轮束 角、悬架刚度、前轮主销偏置距对车辆稳定性的影响；改进了赛车操稳性的试验 和评价方法，通过虚拟实验对赛车的稳态性能、瞬态响应特性和转向轻便性等性 能进行了分析评价。同年，广东工业大学的王行 11 以前后轴荷分配、质心高、 转向系传动比、 前后轮胎侧偏刚度和宽度比五个赛车设计过程中的主要设计参数 设计变型车,并建立赛车及其变型车的整车模型,采用 ADAMS 提供的闭环控制方 法对“驾驶员一车一道路”的闭环系统进行试验。在 2014 年，中北大学的姚一 珂 12 分析了悬架运动中导向机构变形、车身侧倾对外倾角等车轮定位参数的影 响以及车轮定位参数对整车操纵