FSAE赛车传动系统匹配动力性能的研究及轻量化设计

为打造一辆具有良好动力性能的赛车。利用Optimum Lap软件对FSAE赛车传动系统与整车动力性能进行匹配分析,对传动系统部分零部件进行优化设计,利用ANSYS软件对重要零部件进行轻量化分析。分析结果表明:完成校核了整车的传动系统匹配发动机动力性能输出的理论性,并且传动系统部分零部件在安全可靠的前提下完成轻量化设计。     

FSAE赛车集成化轮毂的设计与校核

针对赛车出现的装拆烦琐、车轮总成庞大等问题,对车轮轮毂的结构进行优化集成设计,对4种极限工况下车轮上的动载荷值进行计算,并运用有限元分析软件ANSYS对集成化轮毂进行静力学分析。分析结果表明,新设计的集成化轮毂的强度满足设计要求,采用新型集成化轮毂的赛车与上一届赛车相比,车轮总成质量降低了20%左右,这对赛车车轮的轻量化设计和提高赛车性能有重要意义。     

FSAE赛车半轴结构设计与有限元分析

针对FSAE赛车半轴易发生断裂或扭曲变形问题,对半轴结构的重要几何参数进行理论计算,利用仿真软件ANSYS的结构静力学模块(Static Structure)进行校核,为该零件的结构设计和有限元分析优化方法提出具体方案,具有实际工程意义。     

基于CFD的FSAE赛车车身优化设计

FSAE赛车的空气动力学特性对赛车的设计和性能有重要影响,特别是气动阻力系数和气动升力系数。采用计算流体力学(CFD)对圆弧型和锋利型车身外流场进行数值模拟分析,对比车身风阻系数和升力系数,同时对不同的离地间隙进行对比。计算结果表明:圆弧型车身有利于降低风阻系数,车身存在最优离地间隙。采用上述计算结果对自行设计的赛车车身进行优化。     

FSAE赛车双横臂悬架优化设计

利用ADAMS/Car模块建立大学生方程式赛车(FSAE)双横臂独立悬架仿真模型;对模型进行运动学仿真,对表征悬架运动学性能的参数进行分析以确定优化目标;利用ADAMS/Insight模块通过设定设计变量、综合目标函数和约束条件进行多目标优化设计;根据优化结果修改悬架的运动学仿真模型,再次进行仿真分析,并比较优化前和优化后悬架的综合性能;仿真结果表明,优化后的悬架综合性能得到明显提高,证明了多目标优化设计方法的有效性和正确性。     

刚柔耦合的FSAE赛车前悬架仿真分析

为了更准确地分析FSAE赛车的前悬架特性,运用Hypermesh软件对双横臂独立悬架的上横臂和拉杆等受力较大的部位进行了柔性化处理,运用ADAMS/CAR在多刚体前悬架模型的基础上建立了刚柔耦合前悬架模型。在同样的设定条件下分别对两模型进行左右车轮平行跳动的运动学仿真,验证模型的置信度,并针对前悬架设计提出改进意见。同时发现柔性体替代刚性体后产生的变形会对车轮的定位参数产生一定影响,在分析中不可忽略柔性体因素。     

FSAE赛车整车建模及操纵稳定性仿真

为了提高FSAE赛车的操纵稳定性,文中采用自主设计的多连杆独立悬架并运用ADAMS/Car模块创建了整车虚拟模型。对前多连杆悬架转向系统运行双轮同向激振仿真试验,利用ADAMS/Insight模块对悬架的车轮前束角、外倾角、主销后倾角及内倾角四个运动学参数进行优化分析,并对优化前后的整车虚拟模型进行转向盘转角阶跃输入和虚拟蛇形穿越仿真试验。结果表明,悬架的整体运动特性得到较大的提升,整车的操纵稳定性也得到改善,对提升整车的操纵稳定性提供了参考。     

FSAE赛车底盘尾流扩散器仿真分析与设计

研究了地面效应对底盘尾流扩散器形态的影响。并在满足FSAE赛车设计规则要求的前提下,对FSAE赛车底盘尾流扩散器进行设计。利用CDF数值仿真技术对所设计的扩散器进行流场模拟、分析及优化以进一步提高扩散器工作效率,从而为赛车提供更多下压力,使赛车的操控稳定性和安全性有所提升。分析测得设计底盘扩散器后的赛车气动升力系数C_L从原车的0.391下降到-0.371,气动阻力系数C_D由0.589变为0.583。     

FSAE赛车前轮定位参数的优化研究

针对大学生方程式(FSAE)赛车前轮定位参数的优化设计问题,基于ADAMS/Car模块建立FSAE赛车双横臂独立悬架的仿真模型,对前轮定位参数进行仿真分析。利用ADAMS/Insight模块进行优化设计,确定设计参变量和设计目标,对所选定的设计目标进行影响因素分析;根据优化结果修改前悬架仿真模型,再次进行前轮定位参数的仿真分析。结果表明:赛车车轮上下跳动时,优化后的前轮定位参数能够在合理的范围内变化,满足赛车悬架设计要求,赛车悬架的主要性能得到明显提高。     

FSAE赛车车架系统的模态分析及动态性能评价

针对FSAE赛车在行驶过程中车架受到的来自路面不平度、车轮动态不平衡和电机振动的激励从而导致的共振破坏的问题,以及为了合理安排负载在车架上的安装位置,通过采用ANSYS中的Block Lanczos法对车架系统进行了自由模态分析和约束模态分析(约束模态分析的对象包括"悬架-车架"系统、"车架-负载"系统和"悬架-车架-负载"系统)。通过对比分析车架的自由模态分析振型特点与3种车架系统的约束模态分析振型特点,得出了"悬架-车架-负载"系统的振型来源于车架子系统(车架,"悬架-车架"系统和"车架-负载"系统)的振型,提出了"悬架-车架-负载"系统的改进方案以提高整车动态性能。通过"悬架-车架-负载"系统的柔性约束模态试验,验证了仿真数据的正确性。研究结果表明,该车架能满足赛车手舒适性要求,能避免共振破坏的发生。     

大学生FSAE赛车发动机进气系统设计

利用AVL BOOST建立FSAE赛车发动机工作循环的一维模型,对其进行分析优化,确定合适的进气歧管长度、谐振腔容积等几何尺寸,并借助三维建模软件Inventor对进气系统各个部件进行建模.     

计算机辅助造型设计支持系统构建方法研究

通过分析计算机辅助工业设计现状和产品型态认知理论,提出以感性工学的观点探讨构建计算机辅助造型设计支持系统的方法.首先准备相关素材,建立基于网络的感性意象调查系统进行设计调查;然后由统计分析建立感性意象资料库,并定性分解产品型态要素建立造型资料库;再通过二次调查,由量化分析获得支持产品造型的设计知识库.经验证和实际应用,证明该方法是合理、可行的.     

基于神经网络的汽车车身造型美学评价初探

探讨将人工神经网络（ANN）技术应用于汽车车身造型美学评价的方法，阐述了ANN美学评价子系统的价值、结构及功能，初步创建了该子，并集成于智能化计算机辅助车身造型系统之中。     

FSAE赛车立柱的优化设计

为提高赛车立柱的强度,延长使用寿命.基于多体动力学方法,运用VI-GRADE的VI-CarRealTime模块建立整车动力学模型进行动力学仿真,提取轮胎的极限载荷.通过搭建力学模型,计算立柱静力学分析所需的边界条件.根据SIMP变密度法,利用Ansys Topology Optimization对立柱进行拓扑优化.结果...     

虚拟现实技术与汽车造型设计

介绍了虚拟现实设计的内涵及其系统的组成,分析了虚拟现实设计与和传统CAD的关系,阐述了虚拟现实技术在汽车造型中的具体应用.     

大学生方程式赛车多连杆悬架设计及优化

针对某赛车参赛过程中出现的转向回正力过大,过度转向趋势以及抗制动点头造成球铰间隙过大等问题,论文首先采用"二次瞬轴法"设计多连杆悬架虚拟主销,应用多体动力学仿真软件ADAMS/Car模块建立前悬架与转向系统虚拟样机;之后对主销后倾角、车轮外倾角、前束角及抗制动纵倾性四个参数仿真并应用ADAMS/Insight模块进行多目标优化设计;优化后的多连杆悬架能够提供合适的回正力矩,赛车具有轻微的不足转向趋势,同时赛车抗制动点头现象也得到明显改善。为大学生方程式赛车中的多连杆悬架设计和优化提供了参考。     

基于Fluent的FSAE赛车消声器的优化设计

采用SolidWorks软件建立消声器三维实体模型,应用Fluent软件对消声器内部速度流场、压力流场及湍动能的分布情况进行数值模拟分析。根据分析结果对消声器进行优化设计,以降低消声器内部的涡流强度,减少排气过程的压力损失。     

汽车底盘总布置的参数化设计

阐述了汽车参数数据库及参数化绘图的设计思想,并以此为基础,将传统的经验设计方法与计算机辅助设计有机地结合在一起,实现了汽车参数化设计,并在汽车底盘总布置中得到了应用。     

基于进化思想的汽车造型优化设计方法研究

结合遗传算法等工程方法和交互式评价等设计方法,提出一种整合了工程方法和造型方法的汽车造型优化设计方法。方法整体以进化思想为指导,首先将汽车造型设计问题映射到数学模型上,利用遗传算法生成新设计方案,并以多目标设计空间来约束生成的设计方案,再以目标车型的造型意象为标杆,采用交互式评价方式评价输出的设计方案,并将评价结果作为适应度代入遗传算法中继续迭代直至设计方案符合设计的迭代终止条件,最终形成一个综合解决多方问题的汽车造型多目标优化设计方法。以某小型两厢车车型为例,初步证明了该方法的合理性和可行性。该方法可以推广到汽车造型多目标优化概念辅助生成和汽车造型评价等领域。