ADAMS在赛车双横臂悬架优化设计中的应用

"基于ADAMS的赛车双横臂独立悬架设计优化，郭开祥，高峰。本文探讨了在FSAE规则下赛车双横臂独立悬架的设计方法，并利用ADAMS进行动力学仿真，分析了悬架参数变化，特别是主销参数的变化。通过ADAMS/Insight模块对悬架与车架连接硬点进行了灵敏度分析，实现了主销后倾角的优化。" 在汽车工程领域，悬架系统是决定车辆行驶性能和操控稳定性的重要组成部分。本文主要针对FSAE（Formula SAE，国际大学生方程式赛车）赛事规则，探讨了赛车双横臂独立悬架的设计和优化策略。双横臂独立悬架因其良好的操控性能和轮胎接地性，在高性能赛车中被广泛采用。 首先，设计过程中，作者郭开祥和高峰遵循了FSAE规则，提出了赛车双横臂悬架的设计方法。这种方法考虑了赛车的高速特性和对操控性的高要求，旨在实现最佳的动态平衡。 接下来，他们运用了ADAMS（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems）这一动力学仿真软件，对设计的悬架系统进行了建模和仿真。ADAMS能模拟车辆在不同工况下的运动状态，从而获取关键参数的变化情况。通过仿真，他们得到了前悬架主销的主要几何参数，包括主销后倾角、主销内倾角、车轮外倾角和前轮前束等。这些参数直接影响到车辆的直线行驶稳定性、转向性能以及轮胎磨损。 在仿真结果分析的基础上，作者进一步利用ADAMS/Insight模块进行了灵敏度分析。这一模块能够评估悬架系统中各连接点（硬点）对整体性能的影响程度。通过对最敏感的硬点坐标值进行调整，他们成功地将主销后倾角的变动范围从3.52-5.23°优化到了3.8-4.8°。这个优化过程表明，调整悬架与车架的连接硬点是有效改善主销参数，从而提升悬架性能的一种方法。 关键词所提及的“双横臂独立悬架”是悬架系统的一种类型，由上下两根摇臂构成，能独立控制轮胎的垂直运动和侧向运动。“FSAE”是一项全球性的大学生赛车比赛，对赛车设计有严格的规则。“运动学仿真”是通过计算和模拟研究物体运动规律的手段。“硬点优化”是指通过调整悬架系统中硬点位置来提升系统性能的过程。“ADAMS”则是一款强大的多体动力学仿真工具，广泛应用于汽车、航空航天等领域。 本文提供了一个结合理论设计与仿真技术优化赛车悬架系统的实例，对于从事高性能汽车或赛车设计的工程师和技术人员具有很高的参考价值。通过这种设计优化，可以提升赛车的操控性能，为FSAE赛事中的赛车提供更好的赛道表现。