摘要：2010年，上海举办第一届中国大学生方程式汽车大赛，标志着FSC赛车时代的到来，自此以后有众多的高校团队参与到其中。常熟理工学院在2014年推出了第一辆方程式赛车，并以此作为基础，走过了5个赛季。

本文以2018赛季CIT方程式赛车底盘悬架和转向系统为对象，从赛车的设计要求，选取参数，优化程序，零件设计等一系列方向讲解设计与优化的需求。

首先根据中国大学生方程式汽车大赛规则与汽车底盘设计手册，对赛车悬架和转向系统的参数进行计算，对底盘形式进行选取。通过ADAMS对悬架转向系统进行优化分析，通过MATLAB对转向梯形进行优化，使用ANSYS对部分零件做力学分析，对悬架横臂做模态分析。

关键词：FSC赛车；悬架系统；ADAMS运动学仿真；转向系统；有限元分析

目录

摘要

Abstract

1 绪论-6

1.1 FSAE赛事介绍-6

1.2课题研究的背景和意义-7

1.3国内外研究现状-8

2 FSC赛车悬架系统的设计-9

2.1赛车悬架的设计要求与流程-9

2.1.1悬架系统概述-9

2.1.2 悬架设计要求-9

2.1.3 悬架设计流程-10

2.2赛车悬架的车轮定位参数确定-10

2.2.1 车轮外倾角-12

2.2.2 前轮前束角-12

2.3赛车悬架的几何结构确定-13

2.3.1外倾角变化率-13

2.3.2 侧倾中心高度-13

2.3.3 主销偏距-14

2.4赛车悬架的参数计算-14

2.4.1整车基本参数-14

2.4.2 悬架偏频-15

2.4.3 弹簧刚度计算-15

2.4.4 悬架传递比-16

2.4.5 摇臂传递比-17

2.5 悬架系统主要零部件设计-18

2.6本章小结-20

3 FSC赛车转向系统的设计-20

3.1转向系统的介绍及选型-20

3.2 方向盘设计-20

3.3转向系统的参数设计-21

3.3.1 赛车最大转向角度-21

3.3.2 齿条行程-22

3.3.3 梯形臂长度-22

3.4转向梯形结构的优化-22

3.4.1标准阿克曼转向-23

3.4.2 前轴内外轮实际转向关系-23

3.4.3 转角关系优化-25

3.5 转向器的类型与设计-27

3.6本章小结-27

4 悬架与转向系统模型在ADAMS中的建立与优化-27

4.1 ADAMS/Car简介-27

4.2 赛车悬架建模-28

4.2.1前悬架建模-28

4.2.2后悬架建模-32

4.3 赛车前悬运动学仿真-33

4.4赛车前悬优化-37

4.5 赛车后悬运动学仿真-40

4.6 赛车后悬优化-42

4.7 本章小结-44

5 FSC赛车悬架与转向系统零件的有限元分析-45

5.1 赛车立柱力学分析-45

5.2 悬架下横臂模态分析-49

5.3 本章小结-50

6 全文总结与展望-50

6.1全文总结-50

6.2 工作展望-51

7 参考文献-51

8 致谢-52

致谢-33