FSAE赛车整车设计主要流程分析

为合理开展FSAE赛车设计工作,根据FSAE赛事规则的要求,提出了FSAE赛车的整车设计方案。以赛车设计过程为例,提出了赛车整车设计的任务目标、设计流程和总布置内容,并说明了人机设计流程;结合实际运行工况,选取了赛车的外形参数和质量参数,对零部件进行比较,完成了主要零部件的选型。实车测试和比赛表现良好,验证了整车设计方案的合理性。     

FSAE赛车悬架系统优化设计与刚度调校

基于ADAMS/Car模块建立FSAE赛车双横臂独立前悬架模型,并对前轮定位参数进行仿真分析,基于ADAMS/Insight模块通过设定设计变量、目标函数和优化目标进行多目标优化设计,借助赛车悬架数据采集系统,对实车进行悬架刚度调校。结果表明,悬架系统性能得到提升。     

FSE电动赛车动力电池建模与仿真分析

FSE电动方程式汽车比赛是中国FSAE大学生方程式比赛新的赛事,为研究FSE电动赛车动力电池,基于advisor软件建立锂电池组和整车仿真模型。选定CYC-IM240道路行驶工况进行仿真,得到锂电池组的SOC、电流以及温度曲线,通过E03实车试验对比,表明建立的模型有一定的合理性,对今后FSE电动赛车设计有一定的理论依据。     

液压互联悬架关键参数分析及优化

为了提高液压互联悬架汽车的整车性能,需要合理设计液压互联悬架关键参数。以多体系统动力学为基础,进行了整车7自由度建模、液压互联悬架建模、整车机械-液压耦合建模和四轮相关路面谱建模。通过操稳性实验仿真和平顺性实验仿真,分析了液压互联悬架关键参数对车辆操稳性与平顺性的影响,并利用改进的遗传算法对关键参数进行优化。结果显示,调节阻尼阀损失系数可以提高车辆的平顺性,调节液压缸直径、活塞杆直径、液压缸初始工作压力和蓄能器体积可以提高车辆的操稳性。     

FSAE赛车双横臂独立悬架系统设计

双横臂独立悬架对FSAE赛车行驶平顺性、操纵稳定性和安全性有着重要影响。依据FSAE大学生方程式大赛规则及参照经验值对包括轮距、轴距在内的整车参数进行确定。对轮胎、轮辋等部件进行选择,设计悬架立柱、摇臂部件,并利用CATIA软件进行三维模型的建立。基于ANSYS/Workbench协同仿真平台,对在转向和制动复合工况下的前立柱进行有限元分析。分析结果表明,满足材料的强度要求。设计的双横臂独立悬架为车辆悬架系统的结构优化和轻量化设计提供了参考。     

某FSAE赛车双A臂前悬架的运动学分析及优化

对FSAE赛车拉杆式双A臂前悬架进行了运动学分析,确定了拉杆式悬架导向机构的运动学解析方程,并在多体动力学软件ADAMS/Car中建模仿真,分析了所设计赛车前悬架的不足所在,最后在ADAMS/Insight中对拉杆式双A臂独立悬架的运动特性进行了多目标优化。通过优化,悬架的车轮定位参数随车轮跳动变化得更合理,悬架的运动学特性明显改善,提高了整车悬架改进设计的效率和整个赛车的操作稳定性,为拉杆式前悬架赛车悬架运动学的分析及优化提供了一般方法。     

FSAE赛车的制动能量回收系统研究

基于华南农业大学纯电动方程式赛车队的FSAE赛车,自主研发设计出了一套建立在纯电动方程式赛车上的制动能量回收系统。通过系统的仿真和实车的实验来验证此套制动能量回收方案的可行性,从而进一步研究提高电动方程式赛车的能量利用效率的方法、为改善电动方程式赛车续航问题提供有益借鉴。     

基于数字孪生的智能驾驶汽车整车在环测试系统研究

数字孪生（Digital Twins,DT）是借助实时仿真技术将真实物体映射到虚拟世界的系统,应用数字孪生技术可实现虚拟道路场景下真实智能汽车的自动驾驶测试。设计了一套基于数字孪生的智能驾驶汽车整车在环测试系统,并将其应用于AEB系统的开发验证。在数字孪生技术框架下结合仿真测试工具、V2X通信设备、真实测试车辆等功能单元,形成虚拟环境与真实环境相互映射的整车在环测试系统。基于虚幻引擎（Unreal Engine）4构建真实驾驶环境的镜像仿真场景,利用V2X通信技术将实车状态数据实时传输到虚拟AirSim车辆控制器,同时向被测车辆反馈仿真场景环境感知数据。考虑测试系统信号延时的影响,通过多种工况的整车在环测试对AEB控制算法进行优化改进。通过实车试验验证了基于数字孪生的智能汽车测试方法的有效性与优越性,结果表明该测试方法既保留了实车测试的真实性,也可以有效避免实车测试的危险性。     

FSAE赛车车架结构优化和轻量化

车架是赛车的安装载体,所占赛车整备质量百分比很大。本文首先建立广东工业大学第一届FSAE赛车车架的三维几何模型;然后将几何模型导入到有限元软件中,建立了车架的有限元模型,对车架进行了静态受力分析和模态分析．根据仿真分析结果进行结构优化和轻量化设计,最后确定我校第二届FSAE赛车车架,实现车架减轻重量8．4kg。因此。结构优化和轻量化对赛车设计制造有重要意义。     

FSE赛车传动系统的设计

提出了一种赛车链传动装置的新结构,在大链轮的结构优化和轻量化方面有创新。基于CRUISE软件,建立FSE赛车整车模型进行动力性和经济性的仿真计算。仿真结果显示,赛车0~75 m直线加速时间为4.06 s,最高车速为120 km/h,续驶里程为38.8 km。通过实车试验,验证了匹配参数和仿真模型的合理性。     

基于模糊滑模控制的汽车主动横向稳定杆研究

为了提高汽车的抗侧倾性能以及驾驶员的舒适性和安全性,设计了主动横向稳定杆控制器。针对汽车整车系统结构复杂,模型参数不确定性,设计了模糊滑模控制控制器,从而实现对理想侧倾角度跟踪,同时调整前后轴主动抗侧倾力矩分配,提高车辆的操稳性,并进行不同工况的仿真试验。仿真结果表明,所设计的主动横向稳定杆控制方式能够有效抑制抖振现象,具有较好的鲁棒性,实现对车身侧倾角理想跟踪控制并改善车辆的操稳性。     

基于特定赛道的FSAE赛车操纵稳定性仿真分析

卓越的操纵稳定性是赛车设计的终极目标。利用动力学仿真软件ADAMS/Car模块,建立FSAE赛车整车动力学虚拟模型及8字绕环及耐久赛的赛道模型,并利用试验数据进行模型验证,在验证模型准确性的基础上,基于特定赛道进行赛车的操纵稳定性分析,仿真分析赛车在8字绕环及耐久赛赛道上的稳态定转弯半径特性,并研究分析不同胎压对8字绕环比赛、不同下压力系数对耐久比赛的操纵稳定性影响。     

小型节能赛车的设计

以FSEC赛车的设计为参考对象,对某小型节能赛车进行了包括总布置、动力系统以及车架等关键部件的设计、优化、制造和调试,并利用CATIA建立赛车的三维模型。设计过程中还结合汽车人机工程学,采用了第95百分位的假人模型,对小型节能赛车内部包含驾驶员操作室、加速制动踏板、座椅、转向盘在内的优化布置设计。通过实车路试对整车性能进行调试,从而达到了设计目标。     

基于ADAMS的FSAE赛车整车仿真分析和参数优化设计

针对某FSAE赛车,基于机械系统动力学分析软件ADAMS中的ADAMS/Car模块,建立整车模型(包括前悬架、后悬架、轮胎、转向机等),根据中国大学生方程式比赛动态项目建立路面文件,进行包括八字环绕和稳态回转仿真试验等在内的操纵稳定性仿真试验,分析该样车的操纵稳定性,为进一步提高赛车的瞬态响应性能、急剧转向性能等具体性能,给出更加明确的设计参考。     

车辆平顺性建模与仿真分析

以某型号专用车为研究对象,以多体系统动力学为研究方法,以国家标准为试验依据,对整车进行了脉冲路面下的实车试验。同时,利用ADAMS软件进行了整车建模和仿真,分析了车辆不同行驶速度下不同测量点的加权加速度变化和功率谱密度分布,并与车辆行驶的平顺性相联系,确定了试验车辆的振动响应关键部位,为整车的进一步优化设计提供了理论和试验依据。     

基于ADAMS/Insight的FSAE赛车前悬架参数优化分析

基于CAD建立了FSAE"宁远02"赛车的二维三视图模型,获得了前悬架的关键硬点坐标,在ADAMS中建立了前悬架多刚体动力学模型并进行了平行轮跳仿真,通过分析仿真结果,对前轮外倾角、主销后倾角、前束、主销内倾角为优化目标,运用了ADAMS/Insight,采用二水平部分因子实验设计方法,对影响前轮定位参数因素进行灵敏度分析,优化了灵敏度较高的因素。优化后前轮定位参数随轮跳的变化得到了改善,有利于提高整车的操纵稳定性。     

基于ADAMS分析横向稳定杆对FSAE赛车悬架性能的影响

在FSAE赛车悬架系统设计中,利用ADAMS/Car软件对赛车悬架进行虚拟样机模型建立,分析横向稳定杆对赛车悬架性能的影响。对横向稳定杆力臂长度进行分析优化,完成横向稳定杆的设计。通过比对不同力臂长度的横向稳定杆造成的赛车动态性能的变化,选取出匹配赛车设计要求的参数值,从而有效地减少了赛车轮胎的磨损,同时提高赛车操纵稳定性。     

FSAE赛车操纵稳定性主客观评价与悬架优化

通过整车动力学分析软件ADAMS,建立某中国大学生方程式赛车模型。通过虚拟稳态回转仿真实验对赛车的稳态回转特性进行分析,进行分值评价。仿真结果表明,赛车具有明显不足转向特性,符合设计要求,但稳态转向性能有待改善。在ADAMS/insight模块设定优化目标及设计变量,并进行迭代计算。按系统优化结果修改硬点坐标,优化后的悬架及整车性能得到明显改善。建立赛车主观评价体系并进行评价,找到赛车设计的优缺点。     

基于ADAMS的FSAE赛车转向梯形优化设计

在FSAE赛车悬架转向机构设计过程中,应用机械动力学ADAMS软件,建立FSAE赛车悬架转向机构的虚拟样机模型,分析转向机构断开点对阿克曼转向特性的影响,进行悬架导向机构和转向杆系的运动协调性优化分析以及阿克曼特性曲线优化分析,完成转向梯形优化设计。通过对比优化前后前束角变化特性曲线,变化较小,有效地减少了轮胎磨损,提高了赛车的行驶稳定性。     

基于CarSim的轿车中心区操纵稳定性仿真分析

汽车操纵稳定性分析在整车研发及测试过程中具有非常重要的作用。中心区操纵稳定性评价作为构成汽车操纵稳定性客观评价的重要环节,在2014年以前并未纳入到相关国家标准当中。基于Car Sim建立了某乘用车数字模型,按照GB/T 6323-2014中规定的转向盘中心区操纵稳定性试验方法进行了虚拟试验,并对试验车中心区操稳性进行了评价。在对国标的评价指标构成体系进行了分析后,对其提出了合理化优化建议。结果表明:利用Car Sim可以快速有效地对汽车操稳性进行仿真分析和评价;国标中客观评价指标体系可进行适当优化。