悬架特性对FSC赛车操纵稳定性影响的分析

【摘要】论文针对中北大学FSC赛车前悬架为研究对象,研究悬架对于整车操纵稳定性。为使学校赛车获得更好的性能，在中北大学原FSC赛车模型的基础上通过改变弹簧布置形式有效地增加了前悬架的等效刚度，建立了全新的前悬架系统，为了更直接地、具有针对性地研究悬架特性对左右轮载荷分配、侧倾转向等整车操纵稳定性能的影响，将新悬架系统代替原前悬架系统组装成整车虚拟样机模型，利用全新的虚拟样机模型与原车型进行仿真对比从而分析出悬架对于整车操纵稳定性的影响，提出优化方案为后期的实车制作提供了有力依据。首先，研究了操纵稳定性的相关理论，以此为基础对比了开环/闭环评价、稳态/瞬态响应、线性/非线性评价等评价方法，详细介绍了汽车稳态转向的响应评价，分析了车身稳定裕度（稳定性因子）K、前后轮侧偏角之差12、加速/稳态转向半径之比R/R0等参数对于车辆的中性转向、不足转向、过度转向三种稳态转向特性的影响。其次，分析了悬架运动中导向机构变形、车身侧倾对外倾角等车轮定位参数的影响以及车轮定位参数对整车操纵稳定性的影响。以原型车前悬架为基础，针对悬架的弹簧布置形式等进行了结构优化调整，在定位参数以及弹簧阻尼不变的情况下调整悬架侧倾角刚度，建立了全新的前悬架系统，将新建立的前悬架装配出整车模型（简称“A车”，以下同）。由于轮胎特性、转向系特性等对整车的操纵稳定性影响很大，为了更侧重突出分析弹簧布置形式以及悬架特性对于整车操纵稳定性的影响，在整车虚拟样机建模过程中，新整车除前悬架（衬套特性相同）以外，其余所有子系统也都与原型车（简称“B车”，以下同）保持一致，使得仿真实验更具针对性。最后，将新建立的整车虚拟样机模型与原型车虚拟样机模型根据国家仿真标准GB/T6323-1994进行了“蛇形”、稳态回转、“8”字形转向三种经典实验，分析出了悬架侧倾刚度等对于赛车稳态转向状态的影响。根据QC/T480-1994对两车的3项实验结果进行评分，由得分验证出，改变悬架弹簧布置方式的“A”车前悬架等效侧倾角刚度得到了提高，更利于赛车悬架的运动特性从而提高了赛车的操纵稳定性，为中北大学赛车队实车制作提供了有力的理论依据。
【作者】姚一珂；
【导师】杨世文；温德恩；
【作者基本信息】中北大学，车辆工程，2014，硕士
【关键词】FSC赛车；虚拟样机；悬架特性；操纵稳定性；

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