赛车前悬架设计任务计划书及开题报告.doc

附件一

毕业设计任务书

设计（论文）题目 F1赛车前悬架设计

学院名称 机械与汽车工程学院

专 业 （班 级） 车辆工程

姓 名 （学 号） 毛有强

指 导 教 师 张代胜

系（教研室）负责人 卢剑伟

一、毕业设计（论文）重要内容及规定（任务及背景、工具环境、成果形式、着重培养能力）
背景：中华人民共和国汽车工业已处在大国地位，但还不是强国。从制造业大国迈向产业强国已成为中华人民共和国汽车人首要目的，而人才培养是实现产业强国目的基本保障之一。F1赛车设计旨在培养学生设计、制造能力，通过中华人民共和国大学生方程式汽车大赛这一平台，可以系统学习汽车产品开发流程、汽车设计基本办法，同步培养团队协作精神。
任务：依照中华人民共和国大学生方程式汽车大赛规则，设计满足所需性能赛车前悬架系统。详细涉及调研国内外F1赛车前悬架构造、原理，建立赛车前悬架模型，并进行赛车前悬架重要参数优化设计，绘制前悬架总成图，翻译有关外文论文。
工具环境：CATIA/UG AutoCAD ADAMS ANSYS HyperWorks Office办公软件等
成果形式：①翻译有关外文文献不少于5000字
②优化设计阐明书一份
③赛车前悬架总成图一张
能力培养：培养和锻炼学生收集有关资料，综合运用所学汽车设计知识解决实际问题能力、提高学生软件应用能力、独立完毕赛车前悬架优化设计及有关问题能力，为从事本专业关于工作打下坚实基本。
二、应收集资料及重要参照文献
（1）李理光.中华人民共和国大学生方程式大赛规则()，
（2）张代胜.汽车理论[M].合肥：合肥工业大学出版社 .10.
（3）余志生.汽车理论（第四版）[M].北京：机械工业出版社，.
（4）王望予.汽车设计（第四版）[M].北京：机械工业出版社，.
（5）卢剑伟.汽车构造/下 [M].合肥：合肥工业大学出版社 .4.
（6）汽车工程手册设计篇.
（7）CATIA/UG AutoCAD ADAMS ANSYS HyperWorks Office办公软件等有关书籍.
三、毕业设计（论文）进度筹划
起 迄 日 期
工 作 内 容
备 注
1月中旬----2月底

3月1日----3月底

4月1日----4月底

5月1日----5月底

6月1日----6月中旬

收集整顿资料，外文翻译；

查阅文献，在分析和理解基本上，制定出初步设计方案；
系统建模，计算并进行前悬架优化设计；

修改并完善设计方案，撰写毕业设计阐明书，绘制总成图；
整顿毕业设计论文，准备答辩。

开 题 报 告 （该表格由学生独立完毕)
一、课题意义及国内外研究现状综述
1 设计背景及意义
FASE（Formula SAE）比赛是一项学生方程式赛车赛事，普通状况下由各个国家汽车工程协会举办，各参赛队伍由在校大学本科生和研究生构成。其概念源于一家虚拟制作工厂，向所有大学生设计团队征集设计制造一辆小型类似于原则方程式赛车，规定在12个月时间内，按照赛事规则进行设计、加工、制造，并使其赛车在加速、制动、操控性方面均有优秀体现并且足够稳定耐久。该车必要成本低廉、易于维修、可靠性好。此外，考虑到市场销售因素，该车需美观、舒服，零部件也需要有通用性。赛事自开办以来，已经发展37年，到已经举办大学生方程式大赛国家有：美国、加拿大、德国、英国、奥地利、意大利、西班牙、匈牙利、捷克共和国、巴西、澳大利亚、日本、印度、中华人民共和国及泰国。越来越多国家注重这项赛事，同步越来越多大学生参加到这项赛事并从中有所收获。随着汽车工业驱动技术不断革新，以混合动力、纯电动汽车为主大学生方程式赛事同样发展迅猛，势必成为此后发展趋势。
最早大学生方程式汽车大赛由国际汽车工程师学会(SAE International)于1978年开办，第一届比赛于1979年在美国休斯顿举办，比赛名为SAE迷你印地车赛(SAE Mini-Indy)，这也是唯一一次以此命名比赛，参赛13支队伍中有11支完赛。当时规则是制作一台5马力木制赛车，在整车设计方面限制很少，觉得给车队最大设计弹性和自我表达创意和想象力空间。而这一理念也延续至今。这一赛事挑战了大学生方程式赛车设计团队在FASE参赛赛车创新、设计、分析、加工制造、装配、实验等能力。通过举办赛事将热爱赛车和汽车大学生们聚在一起，同步这一平台也给大学生们提供了在创新设计和工程实践方面证明自己机会，同步这一赛事也为汽车行业及其她有关行业培养和锻炼了一批又一批在理论和实践上都非常先进高科技人才。
悬架在赛车操纵稳定性上举足轻重作用，对于汽车动力学重要性体当前其运动特性及其对从轮胎传递究竟盘力和力矩响应。对于方程式赛车整体设计，悬架性能显然是影响整车操纵稳定性和平顺性重要因素，故悬架系统设计对整车设计而言有这举足轻重地位。采用双横臂独立悬架车辆具备良好操纵稳定性和行驶平顺性。双横臂独立悬架重要特点是当车轮上下跳动时， 可以通过合理选取空间导向杆系铰接点位置、控制臂长度及其布置，使得悬架具备适当运动特性，并且形成恰当侧倾中心和纵倾中心， 即可使轮距及车轮定位参数变化量限定在容许范畴内。基于以上长处，FSAE 赛车广泛采用双横臂独立悬架。基于赛车设计双横臂独立悬架可觉得车辆悬架系统构造优化和轻量化设计提供参照。
2 国内外发呈现状与趋势
2.1 国外研究现状
FSAE赛事来源于美国，赛事开展比较早，因此对FSAE赛车研究和分析比较早。当前，国外高校FSAE赛车队已经积累了诸多整车系统和零部件设计优化经验，掌握有关技术已经比较成熟。并且赛事发展更加丰富，从燃油赛车发展到燃油、混合动力、燃气和纯电动等各种动力源项目比赛。
因而，在FSAE赛车悬架设计方面也积累了诸多经验。咱们可以查询到诸多关于方面论文材料。特别是在悬架几何分析、悬架空间优化、以及运用各种分析软件对悬架强度和刚度进行分析。在FSAE不断发展过程中，双横臂独立悬架好处越来越受到各个车队承认，同步在可以充分保证赛车可靠性和经济性基本上，碳纤维材质悬架也应用到赛事中来，有效达到了轻量化目。
2.2 国内研究现状
中华人民共和国大学生方程式汽车大赛（FSC）于中华人民共和国汽车工程学会联合中华人民共和国21所大学院校在上海举办了首届大赛。由于起步晚，因此在赛车设计方面研究相对较少但是仍可以找到关于赛车悬架设计资料，其中涉及湖南大学、哈尔滨工业大学和华南理工大学及北京理工大学在悬架和轮胎设计及选型方面做出了诸多贡献，给国内车队发展提供了很大参照价值。
二、 本文重要内容
基于大学生方程式赛车，调研国内外赛车前悬架构造原理，按照竞赛规则进行前悬架设计建模，并对设计悬架进行优化分析。重要工作内容：
(1) 调查大学生方程式赛车前悬架设计和优化软件，重点学习Ansys和Adams软件；
(2) 收集并阅读大学生方程式赛车前悬架设计和优化分析有关文献资料（重点是英文文献），并撰写精确全面文献综述报告；
(3) 熟悉并理解大学生方程式赛车前悬架设计有关资料，提出毕业设计方案技术路线图；
(4) 做好大学生方程式赛车前悬架分析，并与整车系统进行优化匹配，阐述与乘用车独立悬架设计有关性。
(5) 撰写毕业设计论文，准备答辩。
三、技术路线图　
大学生方程式前悬架设计

收集材料及参数

轮胎和轮辋定型

悬架参数计算

悬架几何模型建立

系统建模

运动学仿真及优化

不合理
应力校核

合
理

结束

四、详细工作筹划

五、参照文献
[1] 李理光.中华人民共和国大学生方程式大赛规则()，
[2] 王望予.汽车设计（第四版）[M].北京：机械工业出版社，.
[3] 余志生.汽车理论（第四版）[M].北京：机械工业出版社，.
[4] 张代胜.汽车理论 [M].合肥：合肥工业大学出版社 .10.
[5] 卢剑伟.汽车构造/下 [M].合肥：合肥工业大学出版社 .4.
[6] Milliken，William F,Racing Car vehicle Dynamics,Society of Automotive Engineers.
[7] Jawad，B. and Polega，B.，"Design of Formula SAE Suspension Components," SAE Technical Paper-01-3308，.
[8] 王军，赵世明，陈少杰等. FSAE赛车双横臂独立悬架系统设计[J]. 农业装备与车辆工程,,51(8):17-19. DOI:10.3969/j.issn.1673-3142..08.005.
[9] 倪俊. FSAE赛车几款惯用轮胎纵向力学特性对比[J].汽车工程学报. ,3(2):145-150.DOI:10.3969/j.issn.2095-1469..02.11.
[10] 蒋永琛. FSAE赛车双横臂前悬架强度校核[J]. 汽车与配件，，(23):44-45.
[11] 李军等编. ADAMS实例教程[M]. 北京理工大学出版社，.
[12] Mihailidis A，Samaras Z，Nerantzis I，et al. The design of a Formula Student race car：a case study[J]. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Part D Journal of Automobile Engineering，，223(223):805-818.

指引教师评语：（建议填写内容：对学生提出方案给出评语，明确与否批准开题，提出学生完毕上述任务建议、注意事项等）

指引教师签名：
20 年 月 日
毕业设计过程登记表 （教师填写）
序号
检查
时间
检查
内容
指引教师阶段检查评语
（要指出该阶段存在问题及解决办法）
指引教师
签 名
1
3
月
中
旬
1.资料
收集
状况

2.开题
报告
完毕
状况

3.外文
翻译
完毕
状况

年 月 日
2
4
月
上
旬
1.检查
学生
投入
状况

2.设计
论文
进展
状况

年 月 日
3
5
月
中
旬
1.总体
任务
完毕
与否
过半

2.院系
中期
检查
意见

3.存在
问题
及
采用
办法

年 月 日
4
6
月
上
旬
1.审查
论文
质量
注意
英文
摘要
某些

2.答辩
前
准备
情 况

年 月 日
备注：指引教师应按规定和时间段及时填写，该表格由学生保管，留在毕业设计（论文）现场随时接受校、院两级督导组检察。