【摘要】：隨著中國節(jié)能與新能源汽車發(fā)展規(guī)劃的頒布實(shí)施,各汽車制造商正在積極推動新能源汽車的發(fā)展,逐步建立起相對成熟的整車開發(fā)體系。新能源汽車的碰撞安全性能除了要滿足傳統(tǒng)燃油車的碰撞要求外,還需要滿足GB/T18384.1-2001《電動汽車安全要求》和GB/T 19751-2005《混合動力電動汽車安全要求》的要求。為了滿足這些法規(guī)的某些要求,新能源汽車的車體結(jié)構(gòu)、電池包結(jié)構(gòu)應(yīng)做相應(yīng)的改進(jìn)。本文主要以某插電式混合動力電動汽車(PHEV)為研究對象,主要工作如下:1)基于模塊化建模的思想,采用實(shí)體焊點(diǎn)代替點(diǎn)焊的方法,建立50km/h正面碰撞整車模型,分析仿真結(jié)果的整車變形和碰撞后的B柱下端車體加速度,并與試驗(yàn)數(shù)據(jù)對比。分析正面碰撞的電池包應(yīng)變結(jié)果,得到結(jié)論:滿足法規(guī)要求。2)按照CNCAP(2018版)要求調(diào)試50km/h側(cè)面碰撞仿真模型,用LS-DYNA完成計(jì)算。將側(cè)面碰撞仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果相比較,包括整車變形對比、碰撞側(cè)車體加速度對比以及前門內(nèi)板侵入量對比。同時分析了側(cè)面碰撞過程中載荷的傳遞路徑,可以看到側(cè)面碰撞過程中,電池包承受了一部分的載荷,對于側(cè)面碰撞車體的穩(wěn)定性有一定的提升。對側(cè)面碰撞過程中電池包的應(yīng)變結(jié)果進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)存在破壞風(fēng)險(xiǎn),需要對電池包結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。3)建立50km/h后面碰撞仿真模型,用LS-DYNA計(jì)算得到仿真結(jié)果。將仿真結(jié)果中的整車變形和車體加速度與試驗(yàn)結(jié)果對比,分析后碰過程中電池包的應(yīng)變,得到結(jié)論:50km/h后面碰撞過程中,電池包不會有脫落和破壞風(fēng)險(xiǎn)。4)基于三大碰撞工況的分析,發(fā)現(xiàn)在50km/h側(cè)面碰撞過程中,電池包存在破壞風(fēng)險(xiǎn)。運(yùn)用實(shí)體各向同性懲罰函數(shù)法,以O(shè)ptiStruct軟件為平臺,完成電池包結(jié)構(gòu)的拓?fù)鋬?yōu)化,得到加強(qiáng)筋的布置位置,基于輕量化的思想,結(jié)合試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法、響應(yīng)面模型、序列二次規(guī)劃法完成新電池包結(jié)構(gòu)的最優(yōu)化設(shè)計(jì),在滿足性能要求的前提下,得到電池包厚度最優(yōu)分配結(jié)構(gòu),并將優(yōu)化好的電池包結(jié)構(gòu)CAE模型裝入整車進(jìn)行碰撞仿真,驗(yàn)證優(yōu)化方案的可行性。
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U469.7
【圖文】：

(a)原始結(jié)構(gòu) （b）優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)圖 2.1 汽車內(nèi)部某結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化到現(xiàn)在為止，國內(nèi)外對連續(xù)體拓?fù)鋬?yōu)化的研究日益成熟。從拓?fù)鋬?yōu)化果中，我們可以得到結(jié)構(gòu)的應(yīng)力應(yīng)變分布圖，相關(guān)的一系列性能參數(shù)值都得到或者計(jì)算得出，讀取拓?fù)鋬?yōu)化的結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)拓?fù)鋬?yōu)化的結(jié)構(gòu)的形狀斷變化的。所以在完成優(yōu)化設(shè)計(jì)的過程中，我們做的是靜態(tài)的仿真分析，值迭代的過程中需要數(shù)值完成收斂，這樣就可以得到最后的拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)構(gòu)在國內(nèi)比較流行的拓?fù)鋬?yōu)化軟件主要就是 OptiStruct 和 Tosca 以及 ANSYOptiStruct 軟件是其實(shí)是 HyperWorks 一系列軟件中的一個小模塊軟件HyperWorks 功能十分的強(qiáng)大，它分為好多個模塊，包括前處理和后處理等個部分的功能都不一樣，但是都有一定的關(guān)系，可以銜接。Tosca 軟件是由的一家公司設(shè)計(jì)開發(fā)的，Tosca 十分方便，操作又簡單，在完成前期的處理后只需要把前處理結(jié)果放進(jìn) Tosca 中進(jìn)行優(yōu)化即可，當(dāng)然處理的優(yōu)化結(jié)果也分可靠的。ANSYS 和 OptiStruct 軟件都是由美國的公司設(shè)計(jì)的，軟件功能齊全，與 HyperWorks 相同，ANSYS 軟件功能也非常強(qiáng)大，學(xué)術(shù)研究和工

圖 3.1 點(diǎn)焊連接 圖 3.2 燒焊連接圖 3.3 鉸鏈連接在忽視焊點(diǎn)失效的情形下，Solid 焊點(diǎn)單元對焊點(diǎn)的焊接位置和單元積分方式的魯棒性比較高，beam 焊點(diǎn)單元的則相對比較低；當(dāng)焊點(diǎn)數(shù)量增加時，模型約束也跟著增加，焊點(diǎn)位置和單元積分的魯棒性也提高了。當(dāng)模型中發(fā)生焊點(diǎn)失效時，使用實(shí)體焊點(diǎn)單元模擬焊點(diǎn)更加精確，因?yàn)閷?shí)體焊點(diǎn)能更好的傳遞力

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3 李朱光;王t熈

本文編號：2716366