基于ADAMS的FSAE赛车前悬架优化设计

为更好地研究方程式赛车的操纵稳定性,基于机械系统动力学仿真软件ADAMS对某大学的大学生方程式赛车(Formula SAE racing car)的前悬架系统建立仿真模型,并进行运动学仿真分析,得到车轮在跳动时主销内倾角、主销后倾角、车轮外倾角和前轮前束4项参数的变化曲线,分析各参数变化对赛车操纵稳定性的影响,利用ADAMS/Insight模块对悬架的硬点位置进行多目标优化.结果表明,前悬架系统的运动特性得到有效提升,满足设计要求,该研究对于赛车的悬架设计具有一定的指导意义.     

FSAE电动赛车再生制动系统开发

为提高大学生方程式(FSAE)纯电动赛车耐久赛成绩,开发一套适用于FSAE电动赛车的再生制动系统.对ADVISOR软件二次开发,通过修改整车模型、车轮模型、驱动控制模型及电池模型等,建立适用于FSAE纯电动赛车的仿真平台;为保证再生制动系统的稳定性,降低赛车控制器和传感器精度对系统的影响,提出一种后轴并联制动力分配控制策略,并进行了耐久赛工况分析;对再生制动系统控制器进行软硬件开发,并进行实车试验.仿真及试验中再生制动能量回收率分别达到20.89%和19.07%,所设计的再生制动系统可有效回收FSAE纯电动赛车的制动能量,提高耐久赛成绩.     

FSAE赛车双叉臂悬架的优化设计

为了研究赛车的操纵稳定性,应用机械系统动力学软件ADAMS,对前悬架进行建模和运动学仿真分析,对悬架结构型式进行调整。选取适当的硬点坐标作为优化变量,基于ADAMS/Insight模块,针对前轮前束的变化进行优化设计,最终改善了赛车的操纵稳定性。对于运动型车辆的前悬架设计具有一定的指导意义。     

FSAE赛车车架有限元分析与结构优化

为了更好优化FSAE赛车车架性能,使用Solidworks软件建立车架三维模型,在Hypermesh中进行有限元分析前处理,进而在Nastran中进行静态受力分析和模态分析。根据上述分析方法提出在BEAM单元有限元模型中首先进行车架结构优化与评价,再修改车架的三维几何模型的优化方法,节省了车架优化过程中修改三维模型再分析的时间,缩短了车架研发周期,提高了效率,对优化赛车车架具有重要的意义。     

基于Matlab的FSAE赛车制动比的优化

针对赛车制动系统在行驶中存在的安全问题,本文通过对赛车制动系统进行受力分析,在满足理想制动力分配曲线的基础上,以尽量避免后轮先抱死为原则建立约束条件,并利用Matlab优化工具箱7.0的Fmincon函数对目标函数进行优化分析,得到最优制动力的分配比。同时,利用相关公式,用求得赛车制动时最大减速度和最大制动力进行优化结果的验证,结果表明,制动比分配优化后,赛车的最大减速度为7.258m/s2,制动距离为42.9m,满足制动法规对制动减速度、制动距离的相关要求。该方法使优化后赛车制动时的方向稳定性更好,附着条件利用程度更高。该研究对赛车制动系统的设计有积极的指导意义。     

基于ANSYS/Fluent的FSAE赛车限流阀的仿真优化研究

为设计赛车进气效果最佳的限流阀,本文采用Solidworks软件,建立赛车发动机限流阀三维实体模型,利用ANSYS中Fluent模块对限流阀模型内流场进行分析,得到限流阀内部的压力场和速度场分析云图,根据分析结果选取锥形口的限流阀结构,并对限流阀的设计参数进行优化分析.分析结果表明,为保证发动机气流流量的供应和进气气流的稳定,选择出口锥角为14°,进口直径为50 mm,渐缩长度为50 mm,渐扩长度为90 mm的限流阀,发动机气流流量的供应和进气气流较为稳定,进气效果最理想.该研究改善了FSAE赛车限流阀对发动机动力性能的影响.     

FSAE方程式赛车的操纵稳定性仿真

利用Adams View模块建立了某FSAE赛车的整车动力学模型,并根据国标利用Script仿真模拟了稳态回转试验和方向盘角阶跃输入下的瞬态响应2个操纵稳定性试验,得出了必要的仿真曲线并分析了赛车的稳态和瞬态响应特性。结果表明赛车的稳态回转特性在侧向加速度小于0.4g时表现为良好的轻微不足转向,大于0.4g时不足转向逐渐减小直到出现过多转向;瞬态响应的超调量和稳定时间比较小,说明响应平稳迅速,而响应时间和峰值响应时间略大,应适当调整阻尼比和固有频率以提高赛车的性能。     

FSAE赛车空气动力学套件优化设计

空气动力学作为赛车的关键领域,很大程度影响着赛车各方面性能.在满足中国大学生方程式汽车大赛(Formular Student China,FSC)规则(2019赛季)的前提下,提出一种赛车空气动力学套件的改进优化方案,使用数值累进法和控制变量法的优化方法,并通过计算流体动力学(Computational Fluid D...     

FSAE方程式赛车车架结构强度试验

参照中国大学生方程式汽车大赛竞赛规则,对FSAE方程式赛车进行了动态强度测试和模态试验。通过8字绕环、蛇形穿桩工况下车架关键部位的应力测试和有限元分析发现,悬架及主车架的应力分布均匀合理,车架各部位的变形符合设计要求;赛车模态试验发现车架的低阶模态频率介于发动机激励频率及赛道激励频率范围内,可能会发生共振,需要在动力总成的匹配和车架结构上进行改进。     

基于模型耦合仿真的FSC赛车发动机进气系统设计

FSC赛事对发动机的动力性有较高要求,而规则中要求对进气加装限流阀,导致充气效率大大下降,针对这一问题,需要重新优化设计发动机进气系统,使其最大效率地提高动力性能。本文采用GT-POWER软件建立LD450发动机一维模型,对不同谐振腔容积和歧管长度以及引流腔容积进行仿真分析,得出最佳一维进气系统参数,并使用ANSYS-FLUENT软件,以GT-POWER软件后处理作为FLUENT边界条件进行耦合仿真,以出口总压最大为筛选条件,选出最佳的进气系统。实验结果表明,利用模型优化出口压力来提高FSC赛车性能的方法,能使改进后的进气系统在一定程度上提高发动机的动力性能,解决了赛车因安装限流阀而产生的发动机功率损失。     

基于HyperWorks的FSAE赛车排气系统模态分析

为防止赛车的排气系统在发动机的激励下发生共振,本文采用CATIA三维建模软件建立排气系统模型,将排气系统的三维模型导入HyperWorks软件中进行网格划分,并采用HyperWorks软件的Optistruct模块对赛车的排气系统进行模态分析,获得排气系统在模态下的固有频率和振型。分析结果表明,排气系统的固有频率能够避开发动机的激励频率范围,可以避免赛车排气系统共振现象的发生,而且有利于降低汽车的噪音和振动,可以满足设计要求。该研究为赛车排气系统的优化设计提供了理论依据。     

基于空气动力学的赛车牵引力控制系统

针对传统牵引力控制系统无法满足赛车极限工况的情况,提出考虑空气动力学套件的某款FSAE赛车牵引力控制系统。通过Fluent完成对整车空气动力学套件的流体仿真计算,进而在Carsim中建立符合其空气动力学特性的车身子系统模型,解决了Carsim中无法建立赛车空气动力学套件模型的问题。根据赛车极限工况,设计开发了模糊PID控制器,通过模糊PID控制替代传统PID控制,实现PID参数的自适应,并在Carsim与Simulink的联合仿真平台上进行牵引力控制系统的动态仿真。最终,实车试验表明滑移率始终稳定在最佳值附近,动力响应满足赛事极限工况的要求。     

富康系列轿车发动机进气系统改进设计

介绍了对富康系列轿车发动机进气系统进行改进的设计及试验结果,通过抬高富康轿车的进气口,解决了发动机因进水导致的连杆断裂故障．     

基于动力学理论的轿车悬架参数优化

为提高麦弗逊式独立悬架设计效率,解决悬架的参数对悬架稳定性产生的不良影响,针对某轿车麦弗逊前悬架,应用动力学理论建立轿车的1/4悬架模型,进行车轮随机激励的跳动仿真,验证模型的准确性,然后分别对悬架弹簧刚度、阻尼、前束角、前轮外倾角和主销后倾角进行优化,研究结果表明,该悬架布置方案的优化较好地解决了模型的不合理性.     

FSC赛车踏板总成设计与改进

为使大学生方程式赛车更好地满足大赛规则对于踏板总成的要求,对其进行设计及改进.整个设计考虑到安全性、总成质量以及人机工程学等方面的要求,采用有限元分析软件对制动踏板以及底板的强度进行分析,并改进设计.经实车验证,设计的踏板总成装置能够实现相应的功能并符合大赛规则的要求,实现设计的预设目标.     

工业锅炉结构参数的优化

本文应用可变多面体法进行了锅炉结构参数的优化设计。计算结果表明在满足设计所要求的约束条件下,使得设计的锅炉体积有所减小。