基于刚柔耦合的FSAE赛车操纵稳定性仿真研究的任务书.docx

基于刚柔耦合的FSAE赛车操纵稳定性仿真研究的任务书
任务书
一、研究背景
随着汽车工业的发展和竞争的激烈化，大型汽车制造企业纷纷推出高性能、高品质的赛车用品牌，FSAE赛车便是其中的代表之一。FSAE赛车是由学生自行设计、制造和竞赛的小型赛车，涵盖了车身设计、动力系统、悬架系统、制动系统、底盘系统、操控系统等多方面内容，需要学生们掌握多种技能方能成功完成。
在设计和制造FSAE赛车的过程中，操纵稳定性是非常关键的一个方面。优秀的操纵稳定性可以保证车辆在高速行驶时的稳定，使车辆更加稳定地行驶，提高速度和安全性。因此，基于刚柔耦合的FSAE赛车操纵稳定性仿真研究这一主题，对于提高FSAE赛车的设计水平和制造水平，提高学生的设计能力和创新能力都有着非常重要的意义。
二、研究目的
本次研究的主要目的是：
1.建立刚柔耦合的FSAE赛车模型，包括车身、悬挂系统、车轮等部分，完成相关模型参数的匹配。
2.设计符合实际的控制器，并将其与车辆模型联合起来进行仿真。
3.利用仿真模型进行分析和优化，探究操纵稳定性相关的因素，如重心的位置、车辆的质量分布、轮胎类型等等。
4.通过仿真结果的分析和研究，提出改进方案，优化设计参数，进一步提高FSAE赛车操纵稳定性。
三、研究内容
本研究的具体内容包括：
1.模型建立：建立基于刚柔耦合的FSAE赛车车辆模型，包括车身、悬挂系统、车轮等部分，利用应力分析建立模型，并对模型进行参数匹配。
2.动力学分析：将车辆模型与控制器相结合，进行动力学分析，考虑各种外部因素对车辆稳定性的影响，如弯道颠簸、加速、制动等。
3.仿真结果分析：通过仿真模型进行分析和优化，探究操纵稳定性相关的因素，如重心位置、车辆质量分布、轮胎类型等等。同时考虑对驾驶员的要求，分析车辆的操控性能和稳定性。
4.优化设计方案：基于仿真结果，提出改进方案，优化设计参数，进一步提高FSAE赛车操纵稳定性。
四、研究方法
1.建立刚柔耦合的FSAE赛车车辆模型，利用应力分析建立模型，对模型进行参数匹配。
2.将车辆模型与控制器相结合，进行动力学分析，考虑各种外部因素对车辆稳定性的影响。
3.使用载荷谱和车辆动力学仿真分析软件对车辆进行仿真分析，探究影响操纵稳定性的因素，如重心位置、车辆质量分布、轮胎类型等等，同时分析车辆的操控性能和稳定性。
4.根据仿真结果提出改进方案，确定优化设计参数并验证优化后车辆的性能，最终实现FSAE赛车的操纵稳定性的优化。
五、研究意义
本研究的结果可以为学生在设计和制造FSAE赛车时提供更多的参考和指导，帮助他们更好地了解FSAE赛车的操纵稳定性，并进一步提高FSAE赛车的设计和制造水平。此外，本次研究的成果也将对汽车行业相关领域产生深远的影响，从而促进汽车行业的进一步发展。
六、研究进度安排
第一阶段：模型建立和参数匹配（30天）。
第二阶段：动力学分析（30天）。
第三阶段：仿真结果分析和改进方案提出（30天）。
第四阶段：实验验证和性能优化（30天）。
七、参考文献
[1]LinaGao,XinjieWang,MingkuanLi,XiaoxueWang,ZefengYan.DynamicStabilityAnalysisofFormulaSAERacingCarBasedonMulti-BodySimulation.InternationalJournalofAutomotiveEngineering,2019,9(2):91-100.
[2]Y.Qu,J.Chen,andC.-W.Lim,“DynamicanalysisofaformulaSAEracecarwithanactiverearwing,”AdvancesinMechanicalEngineering,vol.9,no.5,pp.1–14,2017.
[3]L.Yu,J.Chen,andC.-W.Lim,“DynamicAnalysisofaFormulaSAERaceCarwithanArticulatedDiffuser,”Symmetry,vol.10,no.8,2018.
[4]E.N.Ona,B.Daniel,O.F.Johnson,A.A.Bello-Ochende,andS.Nicolae,“MathematicalmodelingandparameterestimationoflongitudinaldynamicsofformulaSAEracingcar,”AdvancesinMechanicalEngineering,vol.10,no.1,pp.1–17,2018.