【正文】 ，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的分析，振動(dòng)的分析等等。理論上可以證明，當(dāng)單元數(shù)目足夠多時(shí)，有限單元解將收斂于問(wèn)題的精確解，但是計(jì)算量相應(yīng)增大 .為此，實(shí)際工作中總是要在計(jì)算量和計(jì)算精度之間找到一個(gè)平衡點(diǎn)。五十年代初，它首先應(yīng)用于連續(xù)體力學(xué)領(lǐng)域 — 飛機(jī)結(jié)構(gòu)靜、動(dòng)態(tài)特性分析中，用以求得結(jié)構(gòu)的變形、應(yīng)力、固有頻率以及振型。當(dāng)然，對(duì)于不同的路面狀況將會(huì)有不同的值，在進(jìn)行不同路況前調(diào)節(jié)到所對(duì)應(yīng)的最佳制動(dòng)力分配比值，可較好地發(fā)揮制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)效能。 優(yōu)化函數(shù)圖分析 通過(guò)以上公式，通過(guò)變化踏板力，改變制動(dòng)主缸的推進(jìn)行程，以及制動(dòng)減速度，可得到一系列函數(shù)圖象，從而得出平衡桿的制動(dòng)力分配。直線(xiàn)行駛制動(dòng)時(shí)左右輪的制動(dòng)力分配應(yīng)該保證相等，以使每個(gè)輪子的制動(dòng)力時(shí)整個(gè)軸上制動(dòng)力的一半， ，要得到輪子上的制動(dòng)力，用 式 (53)計(jì)算： ? ?padcAr???? /RFP x (53) 其中， P 制動(dòng)管路壓力 FSAE 大學(xué)生方程式賽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 29 Fx 單個(gè)輪子水平方向的制動(dòng)力 R/r 輪胎有 效滾動(dòng)半徑與制動(dòng)盤(pán)有效作用半徑之比 Ac 制動(dòng)卡鉗活塞總作用面積 μ pad 制動(dòng)塊摩擦因素 要產(chǎn)生這壓力，要以一定的比例放大踏板力后作用在主缸的活塞上。對(duì)于較高的減加速度，式中第二項(xiàng)成為決定 因素，較低的質(zhì)心和較長(zhǎng)的軸距可以直到減小這一項(xiàng)影響的作用。在駕駛員適應(yīng)前輪先抱死這種比例后，逐漸調(diào)節(jié)比例直到后輪抱死，記 錄下這個(gè)比例，這個(gè)比例是最接近最佳制動(dòng)分配比的值。制動(dòng)力分 配比同時(shí)受到車(chē)輛的重量分布和減加速度的制約。對(duì)于超行程開(kāi)關(guān)，組委會(huì)的要求是， 該開(kāi)關(guān)必須為模擬電路元器件，不能通過(guò)可編程邏輯控制器、 ECU，或有相似功能的數(shù)字控制器來(lái)替代，并且重復(fù)的作用該開(kāi)關(guān)不能恢復(fù)上述系 統(tǒng)的 電源，并且該開(kāi)關(guān)不能被車(chē)手重置。pNf?? = = mm （ 44） Db ≥ mm 其中， D 為制動(dòng)卡鉗活塞直徑 鹽城工學(xué)院 2020 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 P 為制動(dòng) 軟 路所承受的壓力，通常不能超過(guò) 10MPa～ 12MPa，這里取 5 MPa 通過(guò)以上計(jì)算， 可得出所選擇的制動(dòng)卡鉗活塞直 ,即前制動(dòng)卡鉗活塞直徑要大于，后制動(dòng)卡鉗直徑要大于 mm。 地面總制動(dòng)力 為式（ 315） agW??BBBF （ 315） 又結(jié)合附著條件 WBBBF ??? ? （ 316） 故充分制動(dòng)時(shí) ga?? （ 317） 所以當(dāng)汽車(chē)在任何附著系數(shù)的路面上，前后輪同時(shí)抱死的條件是 式（ 318） bfWBBWBFWBBBF?????????? （ 318） 代入計(jì)算可得 式（ 319） 鹽城工學(xué)院 2020 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 ? ?? ?hllhllab??????????????WBBWBF （ 319） FSAE 大學(xué)生方程式賽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 17 4 制動(dòng)系統(tǒng)的 初 步 設(shè)計(jì) 與 計(jì)算 根據(jù)已參數(shù)以及一些參考文獻(xiàn)中獲得的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，獲得理論上的數(shù)據(jù)為零部件的選購(gòu)提供依據(jù)。在（ 1），（ 2）情況中沒(méi)有充分利用地面提供的附著系數(shù)，所以制動(dòng)強(qiáng)度小于小于附著系 數(shù)，而在第三種情況中，充分利用了路面提供的附著系數(shù)，故制動(dòng)強(qiáng)度等于利用附著系數(shù)。駕駛員松開(kāi)踏板，但制動(dòng)力消 除還需要一段時(shí)間。這些時(shí)間的總和為 1T ,取 ～ ，這段時(shí)間內(nèi)，將腳從加速踏板移開(kāi)后，由發(fā)動(dòng)機(jī)阻力矩和汽車(chē)行駛阻力，將會(huì)出現(xiàn)一定的減速度 1a 2T 為制動(dòng)器起作用時(shí)間，隨著駕駛員踩踏板的動(dòng)作，踏板力迅速增大，制動(dòng)力也隨之增大到最大。 圖 33 為汽車(chē)減速度 a，行駛速度 v，和行駛距離 S的時(shí)間歷程。 制動(dòng)器的制動(dòng)力與踏板力成正比，但地面制動(dòng)力 受車(chē)輪與地面之間的附著力 ?F 的限制，如 圖 32 所示，為制動(dòng)器制動(dòng)力 uF ，地面制動(dòng)力 bF 以及踏板力 pF 三者之間的關(guān)系 圖 32 地面制動(dòng)力，制動(dòng)器制動(dòng)力與附著力 關(guān)系 當(dāng)踏板力在 0～ 1pF 之間是， 有 uF = bF ，制動(dòng)器制動(dòng)力等于地面制動(dòng)力。 鹽城工學(xué)院 2020 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 制動(dòng)主缸主要分為單缸和串聯(lián)雙缸，如 下圖 27， 28 結(jié)合賽規(guī)要求必須使用兩個(gè)制動(dòng)主缸，若使用單缸制動(dòng)主缸，則相對(duì)的一組輪公用一條主管路：若使用串聯(lián)雙缸則可以一個(gè)輪對(duì)應(yīng)一條管路，顯然制動(dòng)性能上串聯(lián)雙缸要比單缸有優(yōu)勢(shì)，但雙缸的管路較多，而且體積也相對(duì)大， FSAE 賽車(chē)本身前部空間小，布置比較緊湊，因此國(guó)內(nèi)外的車(chē)隊(duì)一至選擇單缸制動(dòng)主缸，主要購(gòu)買(mǎi)的是 Wilwood等廠(chǎng)家的產(chǎn)品，其體積和性能要求都很滿(mǎn)足賽車(chē)要求。 3） 圖 21 c為 HI型，其左、右前輪制動(dòng)器的半數(shù)輪缸與全部后輪制動(dòng)器輪缸構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立的回路，而兩前輪制動(dòng)器的另半數(shù)輪缸構(gòu)成另一回路，可看成是一軸半對(duì)半個(gè)軸的分路型式 4）圖 21 d為 LL型，由兩個(gè)獨(dú)立的問(wèn)路分別為兩側(cè)前輪制動(dòng)器的半數(shù)輪缸和一個(gè)后輪制動(dòng)器所組成。 2）圖 21 b稱(chēng)為 X型，交叉式，這種布置后輪制動(dòng)管路呈對(duì)角連接的兩個(gè)獨(dú)立的回路系統(tǒng)，即前軸的一側(cè)車(chē)輪制動(dòng)器與后橋的對(duì)側(cè)車(chē)輪制動(dòng)器同屬于一個(gè)回路。 制動(dòng)管路的布置方案選擇 圖 21 常見(jiàn)制動(dòng)管路布置圖 雙軸汽車(chē)的雙回路制動(dòng)系統(tǒng)有 常見(jiàn)的幾種分路形式 ，如圖 26 FSAE 大學(xué)生方程式賽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7 1)圖 21 a稱(chēng)為 II 型，這種回路前后分開(kāi)， 其特點(diǎn)是管路布置最為簡(jiǎn)單，可與傳統(tǒng)的單輪缸 (或單制動(dòng)氣室 )鼓式制動(dòng)器相配合，成本較低。 2）全盤(pán)式 鹽城工學(xué)院 2020 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 在全盤(pán)制動(dòng)器中，摩擦副的旋轉(zhuǎn)元件及固定元件均為圓盤(pán)形，制動(dòng)時(shí)各盤(pán)摩擦表面全部接觸，其作用原理與摩擦式離合器相同。 1）鉗盤(pán)式 鉗 盤(pán)式制動(dòng)器按制動(dòng)鉗的結(jié)構(gòu)形式不同可分為定鉗盤(pán)式制動(dòng)器、浮鉗盤(pán)式制動(dòng)器等。車(chē)輪制動(dòng)器的制動(dòng)鼓均固定在輪轂上。一般摩擦式制動(dòng)器按旋轉(zhuǎn)元件的形狀分為鼓式和盤(pán)式兩大類(lèi)。 （ 3） 制動(dòng)各部件部件的選取 與計(jì)算 。如果使用了 LED（發(fā)光二極管）制動(dòng)燈，則必須在非常強(qiáng)的日光下也清晰可見(jiàn)。 復(fù)的作用該開(kāi)關(guān)不能恢復(fù)上述系統(tǒng)的電源。 制動(dòng)測(cè)試 賽車(chē)的制動(dòng)系統(tǒng)將被進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)試，測(cè)試時(shí)，賽車(chē)將首先在制動(dòng)檢查官規(guī)定的直道上加速，在直道末端，賽車(chē)必須制動(dòng) 至靜止，并要求四輪抱死且不跑偏。 從側(cè)面看，安裝在賽車(chē)簧上（簧上質(zhì)量：指懸架支撐的質(zhì)量）部分上的剎車(chē)系統(tǒng)的任何部分都不可以伸到車(chē)架或者承載式車(chē)身的下表面以下。 剎車(chē)系統(tǒng)必須在以下的測(cè)試中，能夠抱死所有四個(gè)輪。并且直接作用于所有四個(gè)車(chē)輪上，而且只被一個(gè)控制器控制。 通常對(duì) 車(chē)輛 制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行分析和評(píng)價(jià) 的指標(biāo)為 ： 1）制動(dòng)效能：即制動(dòng)距離與制動(dòng)減速度； 2）制動(dòng)效能的恒定性：即熱衰退性； 3）制動(dòng)時(shí)汽車(chē)方向的穩(wěn)定性 。汽車(chē)的制動(dòng)性能直接影響汽車(chē)的行駛安全性。 與此同時(shí)，管理和運(yùn)營(yíng)整個(gè)團(tuán)隊(duì)讓未來(lái)的企業(yè)管理者接受了一次難度十足的鍛煉。 在比賽過(guò)程中，參賽隊(duì)員能充分將所學(xué)的理論知識(shí)運(yùn)用于實(shí)踐中。 中國(guó)大學(xué)生方程式汽車(chē)大賽 是中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)及其合作會(huì)員單位，在學(xué)習(xí)和總結(jié)美、日、德等國(guó)家相關(guān)經(jīng)驗(yàn)的基 礎(chǔ)上，結(jié)合中國(guó)國(guó)情，精心打造的一項(xiàng)全新賽事。 關(guān)鍵詞： FSAE ； 制動(dòng) ； Ansys FSAE 大學(xué)生方程式賽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) II Design of Braking System for FSAE Car Abstract: Formula SAE race was founded in 1979 by the American cars institute of Engineers. In 2020 , China held the first Formula one for Chinese college students, the design would be for design of the provisions of the Chinese calendar. This paper will introduce the FSAE events, the design of automobile brake system, the research status of FSAE brake and the aim of design. Then we will choose the scheme of brake system, mainly including layout of brake circuit, braking mode ,and then by the basic dates of car, I started to make the general design of the braking system. By caculting,I got some dates,then I would select the right ponents through these dates .After that I established the model in ProE. At last putting the model in ansys ,I used the software to analyse the force condition. Above all, the aim of designing the right braking system meeting the rules of FSAE would e true. Keywords :FSAE。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) FSAE 方程式賽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 鹽城工學(xué)院 2020 屆學(xué)士畢業(yè)設(shè)計(jì) I FSAE 方程式賽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要 : Formula SAE 學(xué)生賽車(chē) 比賽 是由美國(guó)車(chē)輛工程師學(xué)會(huì) 于 1979 年創(chuàng)立， 2020 年 在中國(guó)舉辦第一屆中國(guó)大學(xué)生方程式賽車(chē)，本 次 設(shè)計(jì)將依照 大賽 賽規(guī) 進(jìn)行設(shè)計(jì)。 在得出初步的制動(dòng)參數(shù)后進(jìn)行制動(dòng)器材的選擇，再結(jié)合實(shí)際制動(dòng)部件的詳細(xì)參數(shù)對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證，同時(shí)，利用這些數(shù)據(jù)在 ProE 中建立模型 ，最后將模型導(dǎo)入 Ansys 中，對(duì)其施加載荷，模擬實(shí)際工作時(shí)受力情況，找出受力點(diǎn)，結(jié)合軟件最終 設(shè)計(jì)出符合比賽要的制動(dòng)系統(tǒng)。自 1981 年創(chuàng)辦以來(lái)， FSAE 已發(fā)展成為每年由 7個(gè)國(guó)家舉辦的 9場(chǎng)賽事所組成，并有數(shù)百支來(lái)自全球頂級(jí)高校的車(chē)隊(duì)參與的青年工程師盛會(huì)。比賽過(guò)程中，參賽隊(duì)不僅要闡述設(shè)計(jì)理念，還要由評(píng)審裁判對(duì)該車(chē)進(jìn)行若干項(xiàng)性能測(cè)試項(xiàng)目。在天馬行空的幻想、大腦一片空白的開(kāi)始、興奮的初步設(shè)計(jì)、激烈的爭(zhēng)執(zhí)、毫無(wú)方向的采購(gòu)和 加工、無(wú)可奈何的妥協(xié)、令人抓狂的一次次返工、絞盡腦汁的解決難題之后，參與者能獲得的不僅僅是 CATIA ， UG ， ANSYS以及焊接、定位、機(jī)加工技能 ,更有汽車(chē)工程師的基本素養(yǎng)和豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)是汽車(chē)底盤(pán)上的一個(gè)重要系統(tǒng)，它是制約汽車(chē)運(yùn)動(dòng)的裝置，而制動(dòng)器又是制動(dòng)系統(tǒng)中直接作用 制約汽車(chē)運(yùn)動(dòng)的一個(gè)關(guān)鍵裝置，是汽車(chē)上最重要的安全 部件。 FSAE 制動(dòng)系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀 賽車(chē) 制動(dòng)時(shí)，由于車(chē)輛受到與行駛方向相反的外力，所以才導(dǎo)致汽車(chē)的速度逐步減小到 0，對(duì)這一過(guò)程中車(chē)輛受力情況的分析有助于制動(dòng)系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)，因此制動(dòng)過(guò)程受力情況分析是車(chē)輛試驗(yàn)和設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，由于這一過(guò)程較為復(fù)雜，因此一般在實(shí)際中只能建立簡(jiǎn)化模型分析通過(guò) ansys 等有限元軟件來(lái)模擬實(shí)際受力情況。 大學(xué)生方程式賽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)規(guī)則和要求 制動(dòng)系統(tǒng)概況 賽車(chē)必須配備有剎車(chē)系統(tǒng)。 單個(gè)剎車(chē)作用時(shí)，有限的滑移差是可以接受的。 剎車(chē) 系統(tǒng)必須裝有碎片護(hù)罩，以防傳動(dòng)系失效或小碰撞（引起的碎片破壞制動(dòng)系統(tǒng)）。 制動(dòng)踏板必須由鋁合金，鋼或者鈦加工而成。該開(kāi)關(guān)必須能夠切斷點(diǎn)火系統(tǒng)和噴油系統(tǒng)的電源。 制動(dòng)燈 本次大賽對(duì)制動(dòng)燈的要求如下： 動(dòng)燈必須為紅色，至少 15 瓦（或等同于 15 瓦），且從后方清晰可見(jiàn)。 （ 2） 制動(dòng)系統(tǒng) 相關(guān)參數(shù)的選擇與理論計(jì)算