ADAMS驱动FSAE赛车建模与操纵稳定性仿真验证

本文档探讨了在2011年利用高级动力学分析软件ADAMS对FSAE赛车进行建模和操纵稳定性仿真的一次实践。FSAE（Formula Student Auto Racing Engineering）是一项全球性的大学生竞赛，参赛团队需设计、制造并驾驶自己的赛车。作者倪俊和徐彬，作为北京理工大学机械与车辆学院的研究人员，使用ADAMS中的ADAMS/CAR模块来构建赛车模型，这是一个专门用于汽车动态模拟的工具。 他们首先详细介绍了一种特定FSAE赛车的建模过程，包括车身、悬挂系统、动力传动系统等关键部件的详细设计和参数化。在ADAMS环境中，他们考虑了赛车的几何尺寸、材料属性以及运动学特性，确保模型的精度。同时，通过ADAMS/CHASSIS模块，他们创建了一个精确的比赛赛道模型，以模拟赛车的实际行驶环境。 接着，他们运用Smartdriver模块进行了极限行驶性能仿真，评估赛车在赛道上的速度、加速度和操控极限，这有助于理解赛车的性能潜力以及可能存在的优化空间。通过将仿真结果与实际比赛成绩对比，他们验证了虚拟样机模型的可靠性，这在赛车设计和优化决策中具有重要价值。 论文的核心部分着重讨论了操纵稳定性仿真，结果显示赛车存在明显的不足转向趋势。这可能是由于悬挂系统设计、轮胎选择或车辆布局等因素导致的，不足转向在某些情况下可能会降低赛车的操控性能。然而，这一发现为设计师提供了解决方案的方向，即通过调整相关组件以改善赛车的操纵稳定性，使其更符合设计要求。 总结起来，本文通过ADAMS平台对FSAE赛车进行了全面的模拟分析，不仅验证了虚拟样机的实用性和准确性，也为提升赛车性能和设计优化提供了深入的数据支持。这种仿真技术在工程设计领域尤其重要，因为它能够减少物理原型测试的成本，并提前预见到潜在的问题，从而提高设计效率和质量。