FSAE赛车空气动力学套件组合设计分析

FSAE赛车的空气动力学套件及各套件的交互作用对赛车的设计和性能至关重要。传统空气动力学套件的设计通过对单个组件确定造型,对其分析后修改和优化,造型单一且较少考虑各套件间的交互作用。文章基于雷诺平均湍流方程并结合Realizable k-ε湍流模型,建立三维FSAE赛车外流场计算模型,运用正交实验设计方法,考虑各套件间的交互作用,分析了不同套件组合对赛车空气动力学性能的影响。结果表明:负升力的增加也会伴随空气阻力减小,存在优化设计方案;各组件对整车空气动力学性能的影响程度为定风翼前鼻翼扩散器;套件间配合对提高整车空气动力学性能至关重要,应尽量使各套件间气流顺畅过渡。通过实车试验测试,进一步验证了该分析模型及结论的正确性。     

FSAE赛车空心半轴设计

FSAE赛车作为一辆需参加动态赛的竞速赛车,采用轻量化设计可以有效优化动态性能,半轴作为传动系统的组成部分,采用轻量化设计不仅可以起到减轻整车车重的作用,同时还可以提高传动系统工作效率。该文以FSAE赛车半轴设计为研究对象,通过计算发动机动力输出校核半轴强度,结合理论公式及设计经验,设计一种以4130无缝钢管为主体的空心半轴,并进行扭转实验,实验结果及赛场实际表现表明,该空心半轴性能满足设计要求,同时成本分析表明该空心半轴具有较高性价比,可以取代传统的实心半轴。     

大学生方程式赛车空气动力学套件设计

针对武汉科技大学FSC赤骥车队设计的赛车,进行空气动力学套件的设计。首先进行定风翼及扩散器的设计和建模,并利用FLUENT软件对定风翼进行空气动力学仿真优化;然后把空气动力学套件安装在赛车上,建立整车模型,进行常用工况下整车的空气动力学仿真,分析加装空气动力学套件对赛车高速稳定性及转弯性能的影响。结果表明,加装空气动力学套件后,赛车的高速稳定性和转弯性能均有明显提升。     

基于ANSYS的FSAE赛车仿真分析

为了满足大学生方程式汽车大赛(FSAE)赛车的规则以及设计安全性、轻量化、合理性的要求,需要设计合理的整车设计模型.本文利用CATIA对赛车的悬架系统、动力总成系统、轮边制动系统和车身系统进行三维建模,根据CATIA与ANSYS的互通性,使用ANSYS Workbench的结构和流体子模块对其各个系统总成以及零部件进行...     

基于CFD的客车空气动力学分析

为了解决客车在高速行驶时,气动阻力急剧增加,耗油量增加的问题,针对某国产大型客车的简化模型及改进模型,应用计算流体力学原理和方法对模型的外流场进行了数值模拟,得到了两种客车模型的表面压力分布、速度矢量分布以及气动阻力系数等气动特性.对比分析表明:增大前围与顶部的圆角可以降低客车气动阻力,但是对后部流场影响很小.     

FSAE赛车进气系统改进设计

通过对限流阎安装在进气系统不同位置对发动机的影响进行了详细分析,得出一种限流阀最优安装位置,即在节气门阀体和喷油嘴之间．并利用CFD软件FLUENT对其谐振腔进行了流体动力学分析．研究表明：进气系统的改进对发动机的动力性、排放性以及噪音方面有非常大的改善．     

FSAE赛车车架灵敏度分析与轻量化设计

以FSAE赛车车架为研究对象,构建了基于扭转刚度及模态频率综合灵敏度分析的车架有限元模型.通过考虑管件壁厚对车架性能影响的相对灵敏程度,从而选择更具针对性的设计变量进行优化设计.以车架质量最小为目标函数,以扭转刚度和模态频率为约束条件,对车架管件壁厚进行优化计算.结果表明,在保证使用性能的前提下,优化后的车架质量比原设计减少了6.01%.     

面向FSAE竞赛的某赛车动力学仿真及试验验证

建立了考虑空气动力学因素的北京理工大学2010FSAE赛车多体动力学虚拟样机及2010中国大学生方程式汽车大赛耐久赛的赛道模型.在多体动力学仿真软件ADAMS/Car环境中,仿真了北京理工大学2010FSAE赛车的直线加速比赛和耐久赛首圈比赛过程.仿真结果表明,得到的赛车车速、车身纵向加速度和车身侧向加速度等数据与实测数据具有较强的一致性.验证了2010FSAE赛车多体动力学虚拟样机的准确性.     

基于CFD分析的汽车空气动力学制动研究

考虑在制动时汽车空气动力学对汽车的影响,文章以提高制动性能为目标,应用计算流体动力学的方法对汽车尾部空气流动特征进行数值仿真,对某轿车设计出一个契合在汽车行李箱上的可翻开的翻板,旨在利用其产生的附加风阻力和负升力来减少制动时间和制动距离.通过调节翻动式后翼板的角度,用CFD软件得到数值仿真对比.结果表明,在初速度为40...     

FSAE赛车车架刚度特性分析

车架刚度及发动机悬置安装点动刚度是影响FSAE赛车振动性能的重要因素,通过建立某FSAE赛车车架有限元模型,进行车架扭转刚度及悬置安装点动刚度分析,研究车架静态与动态刚度性能.结果表明:增大车架驾驶舱段截面可有效提高扭转刚度;悬置安装点各向动刚度值以纵向最大,横向最小.结合模态振型及加速度响应曲线能够较好地反映发动机舱的振动特性.     

大学生方程式赛车空气动力学套件的流场分析

针对大学生方程式赛车外形的设计要求及空气动力学套件的结构特点,采用ANSYS软件对赛车流场进行分析并优化了动力学套件结构。首先根据赛车整车外形及空气动力学套件各个部分,如前翼、侧翼及尾翼的设计参数建立CATIA数学模型,再利用ANSYS对其空气动力学套件各部分及整车进行流场分析,最后用分析结果来优化原设计参数,使赛车整体空气动力学性能达到较好的水平。通过不同车速仿真分析表明,车速在30m/s时,优化后的空气动力学套件能使整车的下压力由原来的40N提高到1 590N,而前轮气动阻力能减少约41.6%,表明赛车在高速行驶过程中具有更为良好的操控性能和空气动力学特性。     

FSAE赛车发动机谐振进气系统仿真及设计

采用GT-power软件建立JH600发动机模型,模拟全负荷时发动机转速与有效功率的关系,通过与试验结果对比,模拟结果与试验数据吻合良好,为进气系统的设计与仿真提供了重要依据.利用正交实验法结合GT-power软件对谐振进气系统进行匹配计算,从而确定了进气管直径、谐振腔直径和限流阀位置等参数.匹配设计结果能有效地提高发动机中高转速下的动力性,弥补了因安装限流阀而导致的赛车发动机功率损失.     

基于灵敏度分析的FSAE赛车前悬架多目标优化

文章基于ADAMS/Car建立某大学生方程式汽车大赛FSAE赛车的整车多体动力学模型,进行前轮同向跳动仿真和整车蛇形试验仿真。为提高赛车的操纵稳定性和减少轮胎的磨损,建立了多目标优化函数,设计了Plackett-Burman无重复饱和析因试验,利用半正态图法对悬架系统导向杆件各关键点坐标进行了灵敏度分析,并使用试验设计方法进行优化设计。优化前、后的对比结果说明优化效果明显,证明了该优化方法的先进性和有效性。     

基于LabVIEW的FSAE赛车悬架数据采集系统

文章开发了一种基于LabVIEW的FSAE赛车悬架数据采集系统,利用单片机进行前端数据采集,通过无线模块、串口通讯与LabVIEW进行数据传输,实现动态赛车减震器压缩量的实时采集、记录与回放,并实时计算获得轮芯跳动行程、车轮载荷大小及频谱曲线。利用系统实时反映的动态信息,可以检测车轮行程是否满足FSAE(Formula SAE,大学生方程式汽车大赛)规则要求,研究赛车在制动、加速以及转弯等极限工况下的轴荷转移情况,以指导赛车悬架性能调校及整车性能优化。     

基于有限元的FSAE赛车车架的强度及刚度计算与分析

在新型赛车的开发设计中,计算与分析车架结构合理性及其结构静态强度和刚度,是一项重要工作．以我院开发的第二代FSAE赛车车架为例,对其进行静力学分析,计算赛车车架的强度和刚度,保证赛车车架结构强度等要求,对提高整车性能具有一定的参考价值．     

基于响应面法的FSAE赛车悬架优化设计

用响应面法对大学生方程式赛车悬架参数进行优化设计。基于Adams／Car构建双叉臂悬架模型;在Adams／Insight模块中分析出影响各悬架参数的主要因子;对比优化前与优化后车轮定位参数可知,实现了外倾角和前束角的优化目的,其它车轮定位参数的变化范围也有所缩小。在一定程度上提高了赛车的操纵稳定性,为实车的制造提供了可靠的数据依据。     

大学生方程式赛车的空气动力学套件的建模与流场分析

汽车的空气动力学特性被越来越多的人所重视,对汽车的操控性与稳定性都产生影响。该文利用Catia软件对设计的空气动力学套件进行三维模型的建立,并与赛车装配,利用有限元分析软件ANSYS进行流场分析,得出赛车的流场特性,为其改进设计提供依据。空气动力学在赛车领域的应用是非常广泛的,我们将此应用于大学生方程式赛车上面,给赛车加装空气动力学套件,使其的操纵性能得以提升。     

赛车转向梯形优化设计方法——厦门理工学院28号FSAE赛车转向梯形设计

转向梯形的设计是汽车转向系设计的关键之一，根据厦门理工学院28号赛车的整体参数和设计要求，利用Matlab软件作为优化设计工具，建立目标函数，确定约束条件，设计了28号赛车的转向梯形机构．     

基于内部进化算法的FSAE赛车速比的优化评价

针对FSAE比赛,提出了一种赛车的仿真优化方法以缩短赛车设计周期,并得到赛车最佳传动速比。利用ADVISOR代码的开放性,针对FSAE赛事的比赛项目对ADVISOR自带的整车模型进行了二次再开发,使其仿真结果直接反映比赛项目成绩,提高了赛车整车设计的目标性。同时结合GATBX遗传工具箱程序的开放性,采用内部罚函数法对FSAE赛车的性能进行了优化,并得到优化参数。结果表明,优化后的动力系统可以明显提高赛车的比赛成绩。     

轮胎对FSAE赛车操纵稳定性的影响

轮胎是赛车与地面接触的唯一部件,研究轮胎的性能对提升赛车性能,尤其是操纵稳定性有着重要的意义。通过对轮胎力学特性数据的整理拟合以及两款典型轮胎的数据对比,预测了不同轮胎的特性。通过仿真软件OptimumT生成轮胎的pacejak2002轮胎文件,在ADAMS中进行了方向盘角阶跃输入和单移线仿真,比较赛车装备不同轮胎时的响应。结果表明:不同种类轮胎的侧偏刚度有着较大的差异;轮胎的侧偏刚度对赛车的瞬态响应性能有很大的影响,其响应时间与前轮的侧偏刚度成反比关系,横摆角速度增益与前轮侧偏刚度成正比关系。