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        FSAE賽車懸架系統(tǒng)幾何設(shè)計(jì)及虛擬樣機(jī)仿真分析

        2017-05-30 10:48:04何宇倪彰吳雪玲張興顧迪
        關(guān)鍵詞:仿真分析

        何宇 倪彰 吳雪玲 張興 顧迪

        摘 要:以整車的基本參數(shù)和設(shè)計(jì)要求為參照依據(jù),建立懸架系統(tǒng)的幾何模型,用CATIA軟件設(shè)計(jì)懸架硬點(diǎn),獲得相關(guān)參數(shù);運(yùn)用Optimum Kinematics動(dòng)態(tài)仿真分析軟件建立賽車懸架的虛擬樣機(jī)模型,分析懸架系統(tǒng)與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài),并獲知車輪外傾角、主銷內(nèi)傾角、主銷后傾角在車輪跳動(dòng)過程中的變化量,以此優(yōu)化懸架硬點(diǎn)坐標(biāo),提高賽車在各路況下的操縱穩(wěn)定性。優(yōu)化和仿真結(jié)果表明設(shè)計(jì)的懸架系統(tǒng)滿足參賽要求,為后期賽車制造及調(diào)試提供理論依據(jù)。

        關(guān)鍵詞:FSAE;懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì);虛擬樣機(jī);仿真分析

        中圖分類號:U462.2+1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號:2095-7394(2017)06-0040-07

        中國大學(xué)生方程式汽車大賽(簡稱FSAE)在2010年首次舉辦,迄今為止已經(jīng)成功舉辦了七屆。大學(xué)生方程式汽車大賽舉辦的主要目的在于培養(yǎng)學(xué)生在賽車設(shè)計(jì)、加工制作、成本控制和車隊(duì)成員間協(xié)作的能力,為相關(guān)企業(yè)挑選適用人才提供了良好的平臺;此外,通過比賽,可以營造良好的學(xué)術(shù)競爭氛圍,為各參賽院校間提供廣闊的交流平臺,進(jìn)而推動(dòng)各院校間學(xué)術(shù)交流。

        FSAE賽車懸架系統(tǒng)的性能決定了賽車的操縱穩(wěn)定性。在國內(nèi)外,諸多方程式賽車采用雙A型臂、推桿的懸架布置結(jié)構(gòu),大多數(shù)高校在設(shè)計(jì)懸架時(shí)均采用多平面投影的方法構(gòu)建懸架系統(tǒng)幾何位置,而后運(yùn)用ADAMS/car動(dòng)態(tài)仿真軟件建立虛擬樣機(jī)模型并進(jìn)行優(yōu)化分析。由于軟件中模型為指定模型,不能與設(shè)計(jì)目標(biāo)相符合,此時(shí)優(yōu)化出的懸架參數(shù)與目標(biāo)參數(shù)存在較大差距。本文主要針對2016年我校參賽的方程式賽車的懸架系統(tǒng)進(jìn)行分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)。根據(jù)下一年度賽車的整體布置,首先構(gòu)建了懸架系統(tǒng)幾何設(shè)計(jì),并運(yùn)用Optimum Kinematics動(dòng)態(tài)仿真分析軟件建立虛擬樣機(jī)模型,對賽車的車輪外傾角、主銷內(nèi)傾角、主銷后傾角在車輪跳動(dòng)過程中的變化量以及懸架構(gòu)件和轉(zhuǎn)向構(gòu)件在動(dòng)態(tài)時(shí)的干涉進(jìn)行分析,從而為FSAE賽車懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供技術(shù)參考。

        1 懸架系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)

        設(shè)計(jì)賽車懸架的首要任務(wù)為確定基本參數(shù)。根據(jù)賽車的性能要求及規(guī)則要求,合理確定基本輪距尺寸。輪距越大,操縱平穩(wěn)性越好,橫向穩(wěn)定性越高,但也影響到賽車重量及其它系統(tǒng)布置等。其次是主銷參數(shù),主銷內(nèi)傾角選擇不當(dāng)易導(dǎo)致輪胎偏磨,主銷后傾角選擇不當(dāng)影響轉(zhuǎn)向后自動(dòng)回正效果。

        根據(jù)2016年對賽車總體布置和設(shè)計(jì)要求,確定以下參數(shù):

        輪距和軸距數(shù)值確定計(jì)算公式為:

        2 懸架系統(tǒng)空間幾何位置確定

        2.1 確定主視圖幾何

        正視圖等效擺臂的瞬心由理想側(cè)傾中心高度以及賽車側(cè)傾時(shí)車輪傾角的變化而確定,如圖1和圖2所示。用賽車側(cè)傾時(shí)車輪傾角的變化來確定正視圖等效擺臂長度的方法如下:

        式中:fvsa為等效擺臂長度,t為車輪輪距,Roll camber為側(cè)傾外傾系數(shù)。

        根據(jù)國內(nèi)外經(jīng)驗(yàn),選取車輪外傾角為1.334°,車身側(cè)傾角為2°。

        [Roll canber=1.334°2°=0.667fvsa=(1 200÷2)÷(1-0.667)≈1 800mm]

        2.2 確定側(cè)視圖幾何瞬心

        如圖3,設(shè)計(jì)側(cè)視圖幾何時(shí),圖上的點(diǎn)是由投影得到。在側(cè)視圖設(shè)計(jì)時(shí)常見的問題是車輪大幅度上跳時(shí)帶來較大的抗點(diǎn)頭率,在設(shè)計(jì)時(shí)盡可能縮短側(cè)視圖擺臂長度。根據(jù)制動(dòng)抗點(diǎn)頭率可以確定角度

        抗點(diǎn)頭率J取37%,p為0.634

        [J=tanθHpL=tanθ2900.634×1 600=0.37]

        [tanθ≈0.106]

        式中:H為車輛的重心高度;p為前輪制動(dòng)力分配系數(shù);L為軸距。

        (2)確定側(cè)視圖瞬時(shí)中心距前軸的長度

        式中:h為IC距車輪接地面地的垂直距離;e為瞬時(shí)中心距前軸的垂直距離。

        2.3 確定前懸架各鉸接點(diǎn)位置

        利用三點(diǎn)確定一個(gè)面和兩個(gè)面相交為一條線的圖解法來確定鉸接點(diǎn)位置。

        如圖5,輪胎正視圖上叉臂的內(nèi)硬點(diǎn)是1,主銷上球頭點(diǎn)是2,并在縱向平面內(nèi)延長到點(diǎn)3。在下叉臂上找到對應(yīng)的點(diǎn)11,12,13。將這六個(gè)點(diǎn)移到圖5的輪胎側(cè)視圖對應(yīng)位置上。在圖5輪胎側(cè)視圖上做兩條從側(cè)視瞬心開始延長并分別穿過連接點(diǎn)3,13的線。在輪胎側(cè)視圖IC和3的直線上再選擇一個(gè)任意點(diǎn),并標(biāo)注為4。在下叉臂上創(chuàng)建對應(yīng)點(diǎn)14。再把上述的點(diǎn)投影到圖5輪胎正視圖上,由此在圖5的輪胎正視和側(cè)視圖上都得到了點(diǎn)1到4和11到14。

        為了讓設(shè)計(jì)的上叉臂硬點(diǎn)(1到4)和下叉臂硬點(diǎn)(11到14)必須在一個(gè)平面里以達(dá)到良好的特性。在圖5中輪胎主視圖和側(cè)視圖中畫一條線從點(diǎn)4到點(diǎn)2并延長。在下叉臂上畫一條線并經(jīng)過點(diǎn)14和點(diǎn)12。在圖4輪胎正視圖上畫一條通過點(diǎn)1的垂線,這條線是上叉臂軸線的投影。在點(diǎn)4和點(diǎn)2的延長線與這條垂線相交點(diǎn)標(biāo)注點(diǎn)5。通過點(diǎn)11做下叉臂軸線投影,在點(diǎn)14和12的延長線與下叉臂軸線相交點(diǎn)標(biāo)注為點(diǎn)15。將點(diǎn)5和點(diǎn)15投影到圖5的輪胎側(cè)視圖上。在點(diǎn)1和點(diǎn)5之間畫一條直線,在點(diǎn)15和點(diǎn)11上畫一條直線,上下叉臂與車架的鉸接硬點(diǎn)在圖5的這兩條直線上,由此確定懸架各鉸接點(diǎn)初步硬點(diǎn)坐標(biāo)(見圖6)。后懸架跟上述步驟一致,同時(shí)后懸的抗后蹲率對賽車整體影響較小,取e=5 000mm,h=150mm(見圖7)。

        3 Optimum Kinematics虛擬樣機(jī)分析

        全國大學(xué)生方程式汽車大賽要求在10個(gè)月時(shí)間內(nèi)自行設(shè)計(jì)及制造一輛參賽賽車,缺少充足的時(shí)間對賽車進(jìn)行道路測試及持續(xù)改進(jìn),因此建立方程式懸架系統(tǒng)模型來分析賽車性能,根據(jù)理論計(jì)算指導(dǎo)后期賽車裝配與調(diào)試。

        使用Optimum Kinematics軟件,建立懸架系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向虛擬樣機(jī)模型,將懸架鉸接點(diǎn)初始坐標(biāo)(見表2)輸入到模型中,模擬試驗(yàn)臺如圖8所示。

        3.1 前后車輪平行跳動(dòng)分析

        2016年方程式大賽規(guī)則要求懸架上下跳動(dòng)量至少要達(dá)到25.4mm。在仿真時(shí)考慮到綜合誤差,設(shè)置跳動(dòng)行程上下各30.0mm。根據(jù)整車參數(shù)輸入定位角度,因左右車輪對稱,故只對一側(cè)進(jìn)行分析優(yōu)化。

        3.1.1 懸架系統(tǒng)與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)干涉分析

        賽車行駛時(shí),如果懸架系統(tǒng)桿件與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)桿件發(fā)生干涉,將直接影響到駕駛安全,且無法達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)。通過對仿真動(dòng)態(tài)分析,確認(rèn)各桿件不存在干涉,符合設(shè)計(jì)要求。

        3.1.2 車輪外傾角優(yōu)化

        在方程式賽車比賽時(shí),彎道占了總賽道的60%以上,為了使輪胎提供最大的側(cè)向力,故將車輪外傾角設(shè)置為負(fù)值,并且希望在車輪跳動(dòng)中變化最小,經(jīng)過優(yōu)化,變化范圍明顯減小,大大提高了賽車過彎性能,優(yōu)化曲線如圖9所示。

        3.1.3 主銷后傾角優(yōu)化

        賽車在動(dòng)態(tài)項(xiàng)目競賽中,希望轉(zhuǎn)向比較靈敏,主銷后傾角過大會(huì)造成轉(zhuǎn)向過程中回正力矩較大,故將主銷后傾角設(shè)置為2°,并且希望此角度在車輪上跳過程中會(huì)輕微增大,這樣可以降低因賽車點(diǎn)頭而造成傾角減小的趨勢。經(jīng)過優(yōu)化,符合設(shè)計(jì)目標(biāo)。優(yōu)化曲線如圖10所示。

        3.1.4 主銷內(nèi)傾角優(yōu)化

        賽車轉(zhuǎn)向時(shí),恰當(dāng)?shù)闹麂N內(nèi)傾角能很好的減小車手疲勞,并具有合適的自動(dòng)回正能力。主銷內(nèi)傾角在車輪上下跳動(dòng)時(shí)變化較小可以減小輪胎磨損,提供穩(wěn)定的操縱性。根據(jù)仿真優(yōu)化結(jié)果可知,主銷內(nèi)傾角變化較小,滿足設(shè)計(jì)要求。優(yōu)化曲線如圖11所示。

        4 結(jié)論

        本文通過建立懸架系統(tǒng)幾何坐標(biāo)和虛擬樣機(jī)模型,利用Catia軟件進(jìn)行懸架系統(tǒng)幾何設(shè)計(jì)、利用Optimum Kinematics軟件仿真分析,驗(yàn)證懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性。其結(jié)果表明該優(yōu)化分析方法切實(shí)可行,符合設(shè)計(jì)要求。設(shè)計(jì)參數(shù)及分析結(jié)果可為方程式賽車懸架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。

        參考文獻(xiàn):

        [1] 吳健瑜,羅玉濤,黃向東.FSAE賽車雙橫臂懸架優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造,2011(10):120-122.

        [2] 高翔.汽車工程II[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版,2013.

        [3] 鳩田幸夫.汽車設(shè)計(jì)制造指南[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版,2011.

        [4] 駱鈺祺,陳劍.麥弗遜懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析及其優(yōu)化[J]合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2011,34(9):1 290-1 294.

        [5] 喬長勝,李耀剛,王連發(fā),等.基于CATIA與ADAMS微型電動(dòng)汽車前懸架優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2014,43(1):40-44.

        [6] 王濤.汽車懸架參數(shù)的多目標(biāo)多標(biāo)準(zhǔn)決策優(yōu)化[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào),2009,40(4):27-32.

        [7] 劉偉,史文庫,桂龍明,等.基于平順性與操縱穩(wěn)定性的懸架系統(tǒng)多目標(biāo)優(yōu)化[J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版),2011,41(5):1 099-1 204.

        [8] PRATHEEPA B.Modeling and Simulation of Automobile Suspension System[C].Frontiers in Automobile and Mechanical Engineering(FAME),2010.

        [9] 孫濤,馮超,馮金芝.某樣車特性分析及優(yōu)化方法研究[J].現(xiàn)代制造工程,2013(3):43-47.

        [10] 蔡加加,王東方,蘇小平.車輪定位參數(shù)對操作穩(wěn)定性影響研究[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造,2014(4):70-72.

        [11] 王銳,蘇小平,王衛(wèi)汽車操縱穩(wěn)定性中懸架特性分析與優(yōu)化[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造,2015(5):96-99.

        [12] ROBERTSON D,DELAGRAMMATIKAS G J.the Sus-pen-sion system of the 2009 cooper union FSAE vehicle:a comprehensive design review[J].SAE Paper,2010-01-0311.

        [13] 樂天聰.某轎車懸架控制臂有限元分析與結(jié)構(gòu) 優(yōu)化[D].長春:吉林大學(xué),2009.

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