NUT车队赛车悬架改进设计研究(3)

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图1.1 2015参赛车队车队合影

南京理工大学从第二届比赛开始参加，已经连续参加五届比赛。从开始的一点点摸索，到现在以强劲的动力输出为主要特点的老牌车队，我们的进步也是相当明显的。更为主要的是从每一届队员中脱颖而出了许多佼佼者，他们不仅在学业成绩上取得了非常优异的成绩，更在实践中收获了更多书本上学不到的知识。总之每一个参赛队员都从该项赛事中受益匪浅。

1.2 研究背景及意义

本课题的研究对象为南京理工大学大学生方程赛车，以2015年赛车悬架系统出现的高速过弯后内侧车轮离地以及整体刚度过小等问题为依据，对2016年的悬架设计进行改进优化，重点对整个悬架系统进行ADAMS运动仿真（包括几何规律仿真以及动力学仿真），以便得到准确的车轮定位参数变化规律和在车轮上下跳动过程中悬架刚度的变化，更好的了解悬架特性，达到具有良好的操控稳定性以及驾驶平顺性的目的，对赛车的调教提供理论依据。并完成悬架系统中主要零部件的结构设计，达到零件轻量化的目标。

本课题的完成能够促进NUT车队2016赛季的赛车设计工作，为日后的制造加工以及赛场的调教工作提供理论依据。为本校方程式赛车队在比赛中取得优异的成绩打下了坚实的基础，对中国大学生方程式汽车大赛的人才培养有着非常重要的意义。

1.3 国内外研究现状

1.4 本课题要解决的问题和拟采用的研究手段

通过2015年中国大学生方程式大赛反映出NUT赛车在高速过弯时会产生后内侧车轮离地的现象，以及在过弯过程中车身偏转角度过大，刚度明显不足的。所以本课题主要解决以上问题。

本课题主要设计赛车的悬架几何、刚度计算并对结果进行仿真分析，同时对主要零部件进行结构设计，在满足可靠性的同时尽量做好轻量化设计。通过ADAMS/Car仿真得到在车轮跳动过程中各个车轮定位参数的变化趋势以及具体数值，通过不断优化悬架的硬点得到一套较为满意的悬架参数，再通过总布置给出的各项参数以及要求达到的目标刚度进行刚度计算选出合适的弹簧、阻尼，解决2015年比赛中产生的刚度不足等问题，从而完成2016年NUT车队的悬架设计。

在整个设计过程用要用到CAD二维绘图软件、CATIA三维建模软件、ADAMS/Car运动仿真软件等，通过计算机辅助软件对所设计的悬架系统进行操控稳定性分析，并不断优化，完成最终的设计。

2 悬架系统设计

对于乘用车来说，一个好的悬架系统可以提高驾驶舒适性，为驾驶员提供更好的操控感。而对赛车来说一个好的悬架系统会对赛车的加速性能、制动能力、转向特性产生非常大的影响，所以悬架的好坏将直接影响赛车的比赛成绩[9]。另外一个好的悬架系统还能够提高车手对赛车的掌控能力，使车手能够及时感受到赛车对不同工况下的反馈，以便马上做出调整。又由于悬架的设计涉及到包括总布置等很多方面，可调整性非常大，因此悬架系统设计是个困难又复杂的过程。

2.1 悬架系统介绍及设计目标

2.1.1 悬架系统介绍

简单的来说悬架就是支撑起整车的复杂的结构，但同时它还具有传递动力和确定车轮运动轨迹的作用，在赛车以不同的速度经过同一弯道时，悬架系统会将一部分载荷转移转化为弹簧的势能，而在经过不平整路面时，悬架系统又会减少车手受到的震动。所以悬架系统和车辆的驾驶舒适性以及操控稳定性有着密切的关系。一般悬架系统由三部分组成：弹性元件、导向机构以及减震器[10]。