1、附件一畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書設(shè)計（論文）題目 F1賽車前懸架設(shè)計 學(xué)院名稱 機械與汽車工程學(xué)院 專 業(yè) （班 級） 車輛工程 姓 名 （學(xué) 號） 毛有強 指 導(dǎo) 教 師 張代勝 系（教研室）負責人 盧劍偉 7一、畢業(yè)設(shè)計（論文）的主要內(nèi)容及要求（任務(wù)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(chǔ)保障之一。F1賽車的設(shè)計旨在培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計、制造能力，通過中國大學(xué)生方程式汽車大賽這一平臺，可以系統(tǒng)學(xué)習(xí)汽車產(chǎn)品開發(fā)流程、汽車設(shè)計的基本方法，同時培養(yǎng)團隊協(xié)作的精神。任務(wù)：根據(jù)中

2、國大學(xué)生方程式汽車大賽規(guī)則，設(shè)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(shè)計，繪制前懸架總成圖，翻譯相關(guān)外文論文。工具環(huán)境：CATIA/UG AutoCAD ADAMS ANSYS HyperWorks Office辦公軟件等成果形式：翻譯相關(guān)外文文獻不少于5000字 優(yōu)化設(shè)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(xué)生搜集相關(guān)資料，綜合運用所學(xué)汽車設(shè)計知識解決實際問題的能力、提高學(xué)生軟件應(yīng)用能力、獨立完成賽車前懸架優(yōu)化設(shè)計及相關(guān)問題的能力，為從事本專業(yè)有關(guān)工作打下堅實基礎(chǔ)。二、應(yīng)收集的資料及主要參

3、考文獻（1）李理光.中國大學(xué)生方程式大賽規(guī)則(2015)，（2）張代勝.汽車理論M.合肥：合肥工業(yè)大學(xué)出版社 2011.10.（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(shè)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(xué)出版社 2011.4.（6）汽車工程手冊設(shè)計篇.（7）CATIA/UG AutoCAD ADAMS ANSYS HyperWorks Office辦公軟件等相關(guān)書籍.三、畢業(yè)設(shè)計（論文）進度計劃起 迄 日 期工 作 內(nèi) 容備 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-

4、5月底6月1日-6月中旬收集整理資料，外文翻譯；查閱文獻，在分析和理解基礎(chǔ)上，制定出初步設(shè)計方案；系統(tǒng)建模，計算并進行前懸架優(yōu)化設(shè)計；修改并完善設(shè)計方案，撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書，繪制總成圖；整理畢業(yè)設(shè)計論文，準備答辯。 開 題 報 告 （該表格由學(xué)生獨立完成) 一、課題意義及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀綜述1 設(shè)計的背景及意義FASE（Formula SAE）比賽是一項學(xué)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(xué)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(xué)生設(shè)計團隊征集設(shè)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(shè)計、加工、

5、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。此外，考慮到市場銷售的因素，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(xué)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(xué)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(shù)的不斷革新，以混合動力、純電動汽車為主的大學(xué)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(xué)生方程式汽車大賽由國際汽車工程師

6、學(xué)會(SAE International)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SAE迷你印地車賽(SAE Mini-Indy)，這也是唯一一次以此命名的比賽，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(shè)計方面限制很少，以為給車隊最大的設(shè)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(xué)生方程式賽車設(shè)計團隊在FASE參賽賽車的創(chuàng)新、設(shè)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(xué)生們聚在一起，同時這一平臺也給大學(xué)生們提供了在創(chuàng)新設(shè)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

7、行業(yè)及其他相關(guān)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(xué)的重要性體現(xiàn)在其運動特性及其對從輪胎傳遞到底盤的力和力矩的響應(yīng)。對于方程式賽車的整體設(shè)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(shè)計對整車設(shè)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(dǎo)向桿系的鉸接點的位置、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

8、圍內(nèi)?；谝陨蟽?yōu)點，F(xiàn)SAE 賽車廣泛采用雙橫臂獨立懸架。基于賽車設(shè)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(shè)計提供參考。2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢2.1 國外研究現(xiàn)狀FSAE賽事起源于美國，賽事開展比較早，所以對FSAE賽車的研究和分析比較早。現(xiàn)在，國外高校的FSAE賽車隊已經(jīng)積累了很多整車系統(tǒng)和零部件的設(shè)計優(yōu)化經(jīng)驗，掌握的相關(guān)技術(shù)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FSAE賽車懸架設(shè)計方面也積累了很多經(jīng)驗。我們可以查詢到很多有關(guān)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

9、對懸架的強度和剛度進行分析。在FSAE不斷的發(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(chǔ)上，碳纖維材質(zhì)的懸架也應(yīng)用到賽事中來，有效的達到了輕量化的目的。2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀中國大學(xué)生方程式汽車大賽（FSC）于2010年中國汽車工程學(xué)會聯(lián)合中國21所大學(xué)院校在上海舉辦了首屆大賽。由于起步晚，所以在賽車的設(shè)計方面的研究相對較少但是仍可以找到關(guān)于賽車懸架設(shè)計的資料，其中包括湖南大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)和華南理工大學(xué)及北京理工大學(xué)在懸架和輪胎的設(shè)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。2、 本文的主要內(nèi)容基于大學(xué)生方程式賽

10、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(shè)計建模，并對設(shè)計的懸架進行優(yōu)化分析。主要工作內(nèi)容：(1) 調(diào)查大學(xué)生方程式賽車前懸架設(shè)計和優(yōu)化軟件，重點學(xué)習(xí)Ansys和Adams軟件；(2) 搜集并閱讀大學(xué)生方程式賽車前懸架設(shè)計和優(yōu)化分析的相關(guān)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(xué)生方程式賽車前懸架設(shè)計相關(guān)資料，提出畢業(yè)設(shè)計方案的技術(shù)路線圖；(4) 做好大學(xué)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(shè)計的相關(guān)性。(5) 撰寫畢業(yè)設(shè)計論文，準備答辯。三、技術(shù)路線圖大學(xué)生方程式前懸架設(shè)計收集材料及參數(shù)輪胎和輪輞的定型

11、 懸架參數(shù)計算懸架幾何模型的建立 系統(tǒng)建模運動學(xué)仿真及優(yōu)化不合理應(yīng)力校核合理結(jié)束四、詳細工作計劃五、參考文獻1 李理光.中國大學(xué)生方程式大賽規(guī)則(2015)，2 王望予.汽車設(shè)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(xué)出版社 2011.10.5 盧劍偉.汽車構(gòu)造/下 M.合肥：合肥工業(yè)大學(xué)出版社 2011.4.6 Milliken，William F,Racing Car vehicle Dynamics,Society of Automotive Engineers.7 Jaw

12、ad, B. and Polega, B., "Design of Formula SAE Suspension Components," SAE Technical Paper2002-01-3308, 2002.8 王軍, 趙世明, 陳少杰等. FSAE賽車雙橫臂獨立懸架系統(tǒng)設(shè)計J. 農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程,2013,51(8):17-19. DOI:10.3969/j.issn.1673-3142.2013.08.005.9 倪俊. FSAE賽車幾款常用輪胎縱向力學(xué)特性對比J.汽車工程學(xué)報. 2013,3(2):145-150.DOI:10.3969/j.issn.209

13、5-1469.2013.02.11.10 蔣永琛. FSAE賽車雙橫臂前懸架強度校核J. 汽車與配件, 2012, (23):44-45.11 李軍等編. ADAMS實例教程M. 北京理工大學(xué)出版社, 2002.12 Mihailidis A, Samaras Z, Nerantzis I, et al. The design of a Formula Student race car: a case studyJ. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Part D Journal of Automobile Engineering, 2009, 223(223):805-818.指導(dǎo)教師評語：（建議填寫內(nèi)容：對學(xué)生提出的方案給出評語，明確是否同意開題，提出學(xué)生完成上述任務(wù)的建議、注意事項等） 指導(dǎo)教師簽名： 20 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計過程記錄表 （教師填寫）序號檢查時間檢查內(nèi)容指導(dǎo)教師階段檢查評語（要指出該階段存在的問題及解決的方法）指導(dǎo)