【摘要】：當今,極端天氣出現(xiàn)的頻率不斷增加,由此造成的損失越來越大,導致這些發(fā)生的重要原因就是人類活動造成的空氣污染,汽車尾氣的排放就是造成空氣污染的其中一個主要原因,因此,人們更加傾向于更環(huán)保的純電動汽車。隨著純電動汽車保有量的不斷增加,如何提高純電動汽車的安全性能成為研究人員的重點研究方向。參考傳統(tǒng)燃油車每年交通事故造成的人員傷害和財產(chǎn)損失情況,純電動汽車的安全性主要指的是碰撞安全性。本文旨在研究純電動汽車的正面碰撞性能和純電動汽車的輕量化問題,探討如何在對純電動汽車進行輕量化的同時不影響純電動汽車的正面碰撞性能,以及純電動汽車正面碰撞中的關鍵部件前縱梁的輕量化設計。本文建立了某款純電動汽車的有限元模型,對其進行了正面碰撞仿真計算,將得到的仿真數(shù)據(jù)與試驗數(shù)據(jù)相比較,判定模型的精確性,然后對正面碰撞的關鍵部件和數(shù)據(jù)進行詳細的分析研究,初步掌握整車碰撞性能的好壞。針對前縱梁在碰撞過程中的較差表現(xiàn),決定對前縱梁進行優(yōu)化設計。本文運用了一種結合生產(chǎn)成本和乘員安全性的前縱梁輕量化優(yōu)化設計方法。以前縱梁內(nèi)板、外板和加強板為研究對象,將材料、厚度分別作為離散型、連續(xù)型設計變量,由于頭部傷害指標值(HIC)是評價正面碰撞安全性的重要指標,因此選用材料成本以及HIC作為約束條件;最后,運用克里金法、遺傳算法以及果蠅優(yōu)化算法對前縱梁進行輕量化優(yōu)化設計。確定優(yōu)化方法后,先對比仿真模型加速度曲線與實車試驗加速度曲線來驗證模型的有效性,然后對前縱梁進行優(yōu)化仿真計算。與優(yōu)化前的前縱梁相比,經(jīng)過優(yōu)化后的前縱梁,乘員頭部損傷指標值(HIC)降低0.9%,吸能性能提高了9.65%,質(zhì)量減輕了11.05%,且前縱梁變形模式得到改善,在對前縱梁進行輕量化的同時也在一定程度上改善了車輛的正面碰撞安全性能。本文的研究成果對電動汽車其它部件的輕量化優(yōu)化設計也具有參考意義。
[Abstract]:Today, the frequency of extreme weather is increasing and the resulting losses are increasing. The major cause of these events is air pollution caused by human activities. Automobile exhaust emissions are one of the main causes of air pollution, so people tend to more environmentally friendly pure electric vehicles. With the increasing number of pure electric vehicles, how to improve the safety performance of pure electric vehicles has become an important research direction. Referring to the personal injury and property loss caused by the traffic accidents caused by traditional fuel vehicles, the safety of pure electric vehicles mainly refers to the collision safety. The purpose of this paper is to study the frontal impact performance of pure electric vehicle and the lightweight problem of pure electric vehicle, and to discuss how to reduce the weight of pure electric vehicle without affecting the frontal impact performance of pure electric vehicle. And the lightweight design of front longitudinal beam, which is the key component in front impact of pure electric vehicle. In this paper, the finite element model of a pure electric vehicle is established, and the frontal impact simulation calculation is carried out. The simulation data obtained are compared with the experimental data to determine the accuracy of the model. Then, the key components and data of frontal impact are analyzed and studied in detail, and the impact performance of the whole vehicle is preliminarily grasped. In view of the poor performance of the front longitudinal beam in the process of collision, it is decided to optimize the design of the front longitudinal beam. In this paper, a lightweight optimization design method of front longitudinal beam is used, which combines production cost and crew safety. In the past, the inner, outer and stiffened plates of longitudinal beams were considered as discrete and continuous design variables. The head injury index (HIC) was an important index to evaluate the safety of frontal impact. Therefore, the material cost and HIC are chosen as the constraint conditions. Finally, the light weight optimization design of the front longitudinal beam is carried out by using Kriging method, genetic algorithm and Drosophila optimization algorithm. After the optimization method is determined, the effectiveness of the model is verified by comparing the acceleration curve of the simulation model with the acceleration curve of the real vehicle test, and then the optimization simulation of the front longitudinal beam is carried out. Compared with the front longitudinal beam before optimization, the head injury index value (HIC) of the crew member was decreased by 0.9%, the energy absorption performance was improved by 9.65%, the mass was reduced by 11.05%, and the deformation mode of the front longitudinal beam was improved. In addition to lightening the front longitudinal beam, the safety performance of vehicle frontal collision is improved to a certain extent. The research results of this paper also have reference significance for the light weight optimization design of other parts of electric vehicle.
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U467.14

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7 王宏雁;增強科學防范事故的針對性[N];解放日報;2008年

8 ;“分數(shù)”背后的故事[N];財經(jīng)時報;2006年

9 本報記者 陳靜儀 孟莉;碰撞——平頭輕客難闖的一道關[N];中國汽車報;2002年

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本文編號：2180501