F1賽車前懸架設計任務書及開題報告

1、附件一心思工?；鹦厴I(yè)設計任務書設計（論文）題目F1賽車前懸架設計學院名稱機械與汽車工程學院專業(yè)（班級）車輛工程姓名（學號）豐有強指導教師張代勝系（教研室）負責人盧僉I偉一、畢業(yè)設計（論文）的主要內(nèi)容及要求（任務及背景、工具環(huán)境、成果形式、著重培養(yǎng)的能力）背景：中國汽車工業(yè)已處于大國地位，但還不是強國。從制造業(yè)大國邁向產(chǎn)業(yè)強國已成為中國汽車人的首要目標，而人才的培養(yǎng)是實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)強國目標的基礎保障之一。F1賽車的設計旨在培養(yǎng)學生的設計、制造能力，通過中國大學生方程式汽車大賽這一平臺，可以系統(tǒng)學習汽車產(chǎn)品開發(fā)流程、汽車設計的基本方法，同時培養(yǎng)團隊協(xié)作的精神。任務：根據(jù)中國大學生方程式汽車大賽規(guī)則，設

2、計滿足所需性能的賽車前懸架系統(tǒng)。具體包括調(diào)研國內(nèi)外F1賽車前懸架結(jié)構(gòu)、原理，建立賽車前懸架模型，并進行賽車前懸架主要參數(shù)的優(yōu)化設計，繪制前懸架總成圖，翻譯相關外文論文。工具環(huán)境：CATIA/UGAutoCADADAMSANSYSHyperWorksOffice辦公軟件等成果形式：翻譯相關外文文獻不少于5000字優(yōu)化設計說明書一份賽車前懸架總成圖一張能力培養(yǎng)：培養(yǎng)和鍛煉學生搜集相關資料，綜合運用所學汽車設計知識解決實際問題的能力、提高學生軟件應用能力、獨立完成賽車前懸架優(yōu)化設計及相關問題的能力，為從事本專業(yè)有關工作打下堅實基礎。二、應收集的資料及主要參考文獻（1）李理光.中國大學生方程式大賽規(guī)則

3、（2015）,（2）張代勝.汽車理論M.合肥：合肥工業(yè)大學出版社.（3）余志生.汽車理論（第四版）M.北京：機械工業(yè)出版社，2006.（4）王望予.汽車設計（第四版）M.北京：機械工業(yè)出版社，2005.（5）盧劍偉.汽車構(gòu)造/下M.合肥：合肥工業(yè)大學出版社.（6）汽車工程手冊設計篇.（7）CATIA/UGAutoCADADAMSANSYSHyperWorksOffice辦公軟件等相關書籍.三、畢業(yè)設計（論文）進度計劃起迄日期1月中旬-2月底收集整理資料，外文翻譯;3月1日-3月底查閱文獻，在分析和理解基礎上，制定出初步設計力條；4月1日4月底系統(tǒng)建模，計算并進行前懸架優(yōu)化設計；5月1日-5月底

4、修改并完善設計方案，撰寫畢業(yè)設計說明書，繪制總成圖；6月1日-6月中旬整理畢業(yè)設計論文，準備答辯。開題報告(該表格由學生獨立完成)一、課題意義及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀綜述1設計的背景及意義FASE(FormulaSAE比賽是一項學生方程式賽車賽事，一般情況下由各個國家的汽車工程協(xié)會舉辦，各參賽隊伍由在校大學本科生和研究生組成。其概念源于一家虛擬制作工廠，向所有大學生設計團隊征集設計制造一輛小型的類似于標準方程式的賽車，要求在12個月的時間內(nèi)，按照賽事規(guī)則進行設計、加工、制造，并使其賽車在加速、制動、操控性方面都有優(yōu)異的表現(xiàn)并且足夠穩(wěn)定耐久。該車必須成本低廉、易于維修、可靠性好。止匕外，考慮到市場銷售的

5、因素，該車需美觀、舒適，零部件也需要有通用性。賽事自創(chuàng)辦以來，已經(jīng)發(fā)展37年，到2015年已經(jīng)舉辦大學生方程式大賽的國家有：美國、加拿大、德國、英國、奧地利、意大利、西班牙、匈牙利、捷克共和國、巴西、澳大利亞、日本、印度、中國及泰國。越來越多的國家重視這項賽事，同時越來越多的大學生參與到這項賽事并從中有所收獲。隨著汽車工業(yè)驅(qū)動技術的不斷革新，以混合動力、純電動汽車為主的大學生方程式賽事同樣發(fā)展迅猛，勢必成為今后的發(fā)展趨勢。最早的大學生方程式汽車大賽由國際汽車工程師學會(SAEInternational)于1978年開辦，第一屆比賽于1979年在美國休斯頓舉行，比賽名為SAES你印地車賽(SAE

6、Mini-Indy)這也是唯次以此命名的比賽，參賽的13支隊伍中有11支完賽。當時的規(guī)則是制作一臺5馬力的木制賽車，在整車設計方面限制很少，以為給車隊最大的設計彈性和自我表達創(chuàng)意和想象力的空間。而這一理念也延續(xù)至今。這一賽事挑戰(zhàn)了大學生方程式賽車設計團隊在FAS逐賽賽車的創(chuàng)新、設計、分析、加工制造、裝配、試驗等能力。通過舉辦賽事將熱愛賽車和汽車的大學生們聚在一起，同時這一平臺也給大學生們提供了在創(chuàng)新設計和工程實踐方面證明自己的機會，同時這一賽事也為汽車行業(yè)及其他相關行業(yè)培養(yǎng)和鍛煉了一批又一批在理論和實踐上都非常優(yōu)秀的高科技人才。懸架在賽車操縱穩(wěn)定性上舉足輕重的作用，對于汽車動力學的重要性體現(xiàn)在

7、其運動特性及其對從輪胎傳遞到底盤的力和力矩的響應。對于方程式賽車的整體設計，懸架性能顯然是影響整車操縱穩(wěn)定性和平順性的重要因素，故懸架系統(tǒng)的設計對整車設計而言有這舉足輕重的地位。采用雙橫臂獨立懸架的車輛具有良好的操縱穩(wěn)定性和行駛平順性。雙橫臂獨立懸架的主要特點是當車輪上下跳動時，可以通過合理選擇空間導向桿系的較接點的位置、控制臂的長度及其布置，使得懸架具有合適的運動特性，并且形成恰當?shù)膫?cè)傾中心和縱傾中心，即可使輪距及車輪定位參數(shù)的變化量限定在允許范圍內(nèi)?；谝陨蟽?yōu)點,FSAE賽車廣泛采用雙橫臂獨立懸架。基于賽車設計的雙橫臂獨立懸架可以為車輛懸架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和輕量化設計提供參考。2國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)

8、狀與趨勢國外研究現(xiàn)狀FSAE#事起源于美國，賽事開展比較早，所以對FSAE#車的研究和分析比較早?，F(xiàn)在，國外高校的FSA或車隊已經(jīng)積累了很多整車系統(tǒng)和零部件的設計優(yōu)化經(jīng)驗，掌握的相關技術已經(jīng)比較成熟。而且賽事發(fā)展更加豐富，從燃油賽車發(fā)展到燃油、混合動力、燃氣和純電動等多個動力源項目的比賽。因此，在FSA或車懸架設計方面也積累了很多經(jīng)驗。我們可以查詢到很多有關方面的論文材料。尤其是在懸架的幾何分析、懸架的空間優(yōu)化、以及利用各種分析軟件對懸架的強度和剛度進行分析。在FSA環(huán)斷的發(fā)展過程中，雙橫臂獨立懸架的好處越來越受到各個車隊的認可，同時在能夠充分保證賽車的可靠性和經(jīng)濟性的基礎上，碳纖維材質(zhì)的懸架

9、也應用到賽事中來，有效的達到了輕量化的目的。國內(nèi)研究現(xiàn)狀中國大學生方程式汽車大賽(FSC于2010年中國汽車工程學會聯(lián)合中國21所大學院校在上海舉辦了首屆大賽。由于起步晚，所以在賽車的設計方面的研究相對較少但是仍可以找到關于賽車懸架設計的資料，其中包括湖南大學、哈爾濱工業(yè)大學和華南理工大學及北京理工大學在懸架和輪胎的設計及選型方面做出了很多貢獻，給國內(nèi)車隊的發(fā)展提供了很大的參考價值。二、本文的主要內(nèi)容基于大學生方程式賽車，調(diào)研國內(nèi)外賽車前懸架結(jié)構(gòu)原理，按照競賽規(guī)則進行前懸架的設計建模，并對設計的懸架進行優(yōu)化分析。主要工作內(nèi)容：(1)調(diào)查大學生方程式賽車前懸架設計和優(yōu)化軟件，重點學習Ansys和

10、Adams軟件；(2)搜集并閱讀大學生方程式賽車前懸架設計和優(yōu)化分析的相關文獻資料(重點是英文文獻)，并撰寫準確全面的文獻綜述報告；(3)熟悉并了解大學生方程式賽車前懸架設計相關資料，提出畢業(yè)設計方案的技術路線圖；(4)做好大學生方程式賽車前懸架分析，并與整車系統(tǒng)進行優(yōu)化匹配，闡述與乘用車獨立懸架設計的相關性。(5)撰寫畢業(yè)設計論文，準備答辯三、技術路線圖不合結(jié)束四、詳細工作計劃項目執(zhí)行階段時間節(jié)點執(zhí)行內(nèi)容計劃用時備注知識儲備期1月16日2月20日通過互聯(lián)網(wǎng)、圖書館等方式收集及前懸架相關資料F1賽車5天對賽車懸架有個大體的認知5天在此期間完成義獻翻譯任務、自學繪圖軟件，熟悉賽事對懸架的設計要求

11、Catia26天原始設計階段2月21日3月21日學習和參考各院校的賽車懸架設計，進行初步懸架選型，完成開題工作15天開學后應該每個星期向張老師匯報進度對選型后的懸架進行初步計算10天對懸架的計算結(jié)果進行分析和整理5天建模分析階段3月22日4月30日羅列前懸架的組成零件組成及選用材料5天用Catia繪制前懸架三維模型15天學習Adams軟件，建立運動學模型仿真優(yōu)化10天學習Ansys軟件對關鍵零件進行分析10天修改完善階段5月1日5月25日根據(jù)仿真和分析結(jié)果對三維模型進行調(diào)整5天書寫畢業(yè)設計說明書10天通過三維模型建立前懸架的工程圖15天答辯準備階段5月26日6月10日對設計說明書和工程制圖進行

12、完善工作10天制作答辯PPT6天答辯6月中旬答辯準備五、參考文獻1李理光.中國大學生方程式大賽規(guī)則(2015),王望予.汽車設計(第四版)M.北京：機械工業(yè)出版社，2005.3余志生.汽車理論(第四版)M.北京：機械工業(yè)出版社，2006.4張代勝.汽車理論M.合肥：合肥工業(yè)大學出版社.5盧劍偉.汽車構(gòu)造/下M.合肥：合肥工業(yè)大學出版社.nical6 Milliken,W川iamF,RacingCarvehicleDynamics,SocietyofAutomotiveEngineers.7 Jawad,B.andPolega,B.,"DesignofFormulaSAESuspens

13、ionComponents,"SAETechPaper2002-01-3308,2002.8王軍，趙世明，陳少杰等.FSAES車雙橫臂獨立懸架系統(tǒng)設計J.農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程,2013,51(8):17-19.DOI:倪俊.FSA金車幾款常用輪胎縱向力學特性對比J.汽車工程學報.2013,3(2):蔣永琛.FSAE#車雙橫臂前懸架強度校核J.汽車與配件，2012,(23):44-45.se11李軍等編.ADAMS實例教程M.北京理工大學出版社，2002.12 MihailidisA,SamarasZ,NerantzisI,etal.ThedesignofaFormulaStudentracecar:acastudyJ.ProceedingsoftheInstitutionofMechanicalEngineersPartDJournalofAutomobileEngineering,2009,223(223):805-818.指導教師評語:注意事項等）（建議填寫內(nèi)容：對學生提出的方案給出評語，明確是否同意開題,-的建議、指導教師簽名：20年月日畢業(yè)設計過程記錄表（教師填寫）序號檢查時間檢查內(nèi)容指導教師階段檢查評語（要指出該階段