对FSAE赛车右后轮处板簧与下控制臂连接点测量受力，如图24-14所示，其中侧向力最大为4 650 N，垂向力为183 N；板簧纵向力微小，可以忽略，从计算结果可以看出横置板簧主要承受侧向力与垂向力，其作用相当于在悬架上增加了一根横向拉杆，同时起到弹簧作用，这也是采用横置板簧悬架整车模型弯道模式下侧向加速度参数大幅降低的最主要原因，整车纵向力主要由悬架上下控制臂承受。
图24-14 右后轮RP-1点受力
横置板簧材料：60Si2Mn；弹性模量：2.06×105MPa；泊桑比：0.29；密度：7.74×10－9t/mm3；抗拉强度1 270 MPa。对板簧进行有限元分析，单侧臂应力变化如图24-15所示，最大应力为449.7 MPa，最大应变为28.3 mm。图中绿色区域承受应力较小，远小于抗拉强度，对此区域进行拓扑优化，循环计算30次，在拓扑优化的基础上输出板簧几何图形，并对其进行形貌与尺寸修正，最终板簧单侧几何体如图24-16所示。对优化后的板簧再次进行分析，约束与载荷条件相同，计算结果显示最大应力为555.90 MPa，最大应变为28.10 mm，与优化之前对比最大应力增加，最大应变减小，最大应力依然小于抗拉强度，符合设计要求。
图24-15 单侧板簧应力
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图24-16 优化后单侧板簧应力
优化前横置板簧质量为0.595 7 kg，优化后质量为0.452 7 kg，质量减少24.0%，优化效果较明显。对优化后的板簧进行刚度测试，计算显示优化后的板簧刚度为50.65 N/mm，如图24-17所示，相对优化前刚度56.04 N/mm有所减小；横置板簧替换后通过仿真实验计算整车稳定性参数，如图24-18所示，整车侧向加速度与横摆角速度分别为0.157 7 mm/s2、18.32°/s，性能相对优化前整车BB刚度组合提升8.05%、4.58%，但运行过程中伴有微小震荡现象。
图24-17 优化后板簧刚度
图24-18 优化后稳定性参数
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