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【6h】

基于Adams/Car的FSAE赛车操纵稳定性的仿真与优化

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摘要

第一章 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 课题研究内容和意义

第二章 汽车操纵稳定性的研究与评价

2.1 汽车操纵稳定性的研究

2.1.1 汽车操纵稳定性的研究历程

2.1.2 汽车操稳定性的影响因素

2.2 汽车操纵稳定性的评价方法

2.3 本章小结

第三章 多体系统动力学理论及Adams软件介绍

3.1 多体系统动力学研究历程

3.2 多体系统动力学理论

3.2.1 理论基础

3.2.2 多刚体动力学方程

3.2.3 多刚体的算法

3.3 多体系统动力学的建模与求解

3.4 Adams软件介绍

3.5 本章小结

第四章 建立整车虚拟样机

4.1 Adams/Car模块简介

4.2 整车虚拟样机的建模过程

4.2.1 整车建模的方法

4.2.2 汽车平台化开发建模

4.3 赛车虚拟样机的建模过程

4.3.1 整车参数

4.3.2 建立悬架子系统模板

4.3.3 建立转向子系统模板

4.3.4 建立车架子系统模板

4.3.5 建立动力子系统模板

4.3.6 建立制动子系统模块

4.3.7 建立轮胎子系统模块

4.4 各子统的连接关系

4.5 本章小结

第五章 悬架系统的仿真与优化

5.1 悬架系统方案的选择

5.2 前悬架的仿真优化

5.2.1 前悬架物理的样机的调试

5.2.2 前悬架的设计参数

5.2.3 前悬架的运动学仿真

5.2.4 前悬架系统多目标优化设计

5.3 本章小结

第六章 赛车操纵稳定性仿真

6.1 蛇形试验仿真

6.1.1 试验内容

6.1.2 试验结果处理

6.2 转向轻便性试验

6.2.1 试验内容

6.2.2 试验结果处理

6.3 稳态回转试验

6.3.1 试验内容

6.3.2 试验结果处理

6.4 影响赛车操纵稳定性的因素

6.4.1 非簧载质量对赛车操纵稳定性的影响

6.4.2 质心变化对赛车操纵稳定性的影响

6.4.3 横向稳定杆对赛车操纵稳定性的影响

6.5 整车虚拟样机的验证

6.5.1 直线加速测试

6.5.2 8字绕环测试

6.5.3 耐久测试

6.6 本章小结

第七章 总结与展望

7.1 主要工作与总结

7.2 不足与展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况

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摘要

操纵稳定是评价车辆性能的重要指标,对于以比赛为目的的大学生方程式汽车大赛来讲尤为重要,为了提高赛车的操纵稳定性,本文以合肥工业大学FSAE赛车为模型,整理赛车各类参数,借助Adams/Car建立整车虚拟样机,参照车辆操纵稳定性国家试验标准,进行整车操纵稳定的动力学仿真与分析。
  首先介绍赛事的背景以及现状、汽车操纵稳定的研究历程以及评价方法、结合Adams软件介绍多体系统动力学的基本知识;以前悬系统优化为例,建立符合设计要求的整车虚拟样机;根据设计经验和可行性,重点分析赛车非簧载荷质量的改变、质心的变化、横向稳定杆的使用,考察其对赛车操纵稳定性的影响,为赛车设计提供理论基础。
  根据动态比赛的要求,选取合适的试验内容从不同角度考察赛车在运动过程中的稳态响应和瞬态响应,综合评价汽车的操纵稳定性;针对比赛特点,根据赛道实际情况建立道路模型,在Adams/Car进行仿真分析,得出仿真结果,然后根据赛车在赛道上的实际表现评估试验的准确性,分析比赛成绩、总结经验。
  整个研究过程借助Adams/Car软件,初步实现提高赛车的操纵稳定性的目的,获得准确的整车虚拟样机模型以及对影响赛车操纵稳定性的影响因素和规律,对减少赛车设计时间、提高设计水平具有重要的意义。

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