廖小亮，孙泽海

（西华大学 交通与汽车工程学院，四川 成都610039）

转向机构对于汽车的转向性能、操纵稳定性、舒适性和汽车轮胎使用寿命等有着很大的影响，其设计的主要任务就是保证汽车转向过程中所有车轮均绕同一瞬时转向中心转动，以避免或减少车轮侧滑，这在赛车设计上尤为重要［1－4］。目前已有不少人在转向机构的优化设计方面做过研究［5－6］。ADAMS是一个功能强大的MCAE软件，已广泛应用于机械系统的仿真分析［7］，为了提高FSAE赛车的转向性能，本文利用ADAMS软件建立了FSAE赛车的虚拟样机悬架和转向系统模型，分析了转向机构关键点对阿克曼转向特性的影响。建立多个设计变量以及相应的约束条件，并建立目标函数，对转向系进行多变量优化。

1 建立参数化前悬转向模型

1.1 初始模型的建立

根据赛车要求，初步选择初始参数：转向梯形机构上有梯形臂长L1为72，底角γ0为73°，齿条和横拉杆交点位置坐标（X=－115，Y=0，Z=190）。 加上初始车轮前悬定位参数如主销的内倾、主销后倾、车轮外倾和车轮的前束参数，再根据赛车的各个构件设计时的具体三维坐标参数，建立赛车悬架转向机构的虚拟样机模型如图1～2所示。

1.2 设计变量及约束条件的建立

1.2.1 设计变量建立

由给定的汽车初始参数，将转向梯形机构上的梯形臂长L1，底角γ，齿条和转向横拉杆的交点位置坐标（X，Y，Z）建立为5个设计变量。其中X轴正方向为汽车的前进方向，Y为重力加速度方向。对于底角γ选一个初始值γ0，再增加或减小角度进行优化搜索。……