發(fā)布時(shí)間：2020-06-01 18:24

【摘要】：針對(duì)微型電動(dòng)汽車車架重量大、續(xù)駛里程短、結(jié)構(gòu)布置方式和車身材料分布不合理等問題,應(yīng)用有限元原理對(duì)車架結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究,在保證足夠的強(qiáng)度、剛度和良好的動(dòng)態(tài)性能的基礎(chǔ)上,減輕車架質(zhì)量,提高材料利用率。根據(jù)微型電動(dòng)汽車車架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和動(dòng)力電池布置原則,提出10種電池布局方案,對(duì)每種電池布局下的車架進(jìn)行靜態(tài)分析,發(fā)現(xiàn)電池布置在車架后部更合理。以不同位置的電池荷載為設(shè)計(jì)變量,以車架的最大變形、最大等效應(yīng)力為目標(biāo)參數(shù),根據(jù)約束條件優(yōu)化電池荷載分布,得出電池布局的優(yōu)選方案;根據(jù)每種優(yōu)選方案下車架的變形情況、應(yīng)力分布,選擇電池布局的最優(yōu)方案。在電池布局最優(yōu)方案確定的基礎(chǔ)上,通過有限元分析對(duì)車架進(jìn)行力學(xué)性能評(píng)估,找出車架強(qiáng)度盈余處并進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)。根據(jù)改進(jìn)后的車架靜態(tài)分析、模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析的結(jié)果判斷車架結(jié)構(gòu)改進(jìn)效果,找出車架的梁分布不合理的位置,以梁的間距為設(shè)計(jì)變量,以車架質(zhì)量、最大等效應(yīng)力、第1階頻率、第2階頻率、第4階頻率、第6階頻率、車架A表面Y方向最大變形、B表面Y方向最大變形、C表面Y方向最大變形、D表面Y方向最大變形為目標(biāo)參數(shù),根據(jù)約束條件進(jìn)行梁間距優(yōu)化,得出梁間距最合理的方案。選取多種工況對(duì)優(yōu)化后的車架進(jìn)行有限元分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證分析,根據(jù)分析結(jié)果評(píng)價(jià)車架結(jié)構(gòu)優(yōu)化效果。根據(jù)優(yōu)化后的車架模型,在試制車間和測試分析實(shí)驗(yàn)室分別對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行了試制和檢測,對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行動(dòng)力性能實(shí)驗(yàn),獲得了該微型電動(dòng)汽車的最大速度、最大加速度、爬坡性能等動(dòng)力性能指標(biāo)。
【圖文】：

對(duì)模型做出評(píng)價(jià)，有限元分析過程見圖1。圖 1 有限元分析過程Fig.1 Main steps of finite element analysis有限元分析主要步驟分析[31]：1）創(chuàng)建分析系統(tǒng)：每個(gè)包含獨(dú)立組件（如幾何、模型屬性）的分析系統(tǒng)代表了一個(gè)分析類型。大部分分析都是獨(dú)立的一個(gè)分析系統(tǒng)，而當(dāng)上一個(gè)分析的結(jié)果作為下一個(gè)分析的初始條件時(shí)，可以建立一個(gè)共享數(shù)據(jù)的組合分析系統(tǒng)。2）定義工程材料：物體的響應(yīng)和材料的屬性相關(guān)。根據(jù)不同的分析類型，材

(a)車架三維模型 (b)車架有限元模型圖 4 車架模型Fig.4 Frame model2.3 車架網(wǎng)格無關(guān)性分析1）荷載和約束條件根據(jù)靜力等效原則，將電池、乘客、頂棚和支架等部件的重量分別轉(zhuǎn)化為等效載荷施加于車身的相應(yīng)受力位置上。車身自身的重量通過施加相應(yīng)的重力加速度和材料密度處理[32-33]。彎曲工況指微型電動(dòng)汽車滿載狀態(tài)下，在較好的地面靜止或勻速行駛，車架主要承受垂直地面的荷載。此時(shí)約束前、后懸架與車架相連的 6 個(gè)位置的所有自由度；扭轉(zhuǎn)工況指微型電動(dòng)汽車行駛減速帶或路面出現(xiàn)凹凸等路況時(shí)，，會(huì)因?yàn)槁访娴牟黄蕉榷艿脚まD(zhuǎn)載荷的作用。假設(shè)左前輪懸空，受到扭轉(zhuǎn)力矩，其他車輪保持同平面狀態(tài)不變。此時(shí)釋放左前輪懸架與車身相連的 1 個(gè)位置的所有自由度，約束其
【學(xué)位授予單位】：華北理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U469.72

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2691886