【摘要】：隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,人們生活水平的不斷提高,普通大眾對(duì)汽車的需求是越來(lái)越旺盛。由于傳統(tǒng)燃油汽車在使用過(guò)程中會(huì)造成眾多污染,而當(dāng)今社會(huì),“節(jié)能減排、綠色低碳”的環(huán)保理念已經(jīng)深入人心。因此,國(guó)家目前是大力提倡和發(fā)展新能源汽車,電動(dòng)汽車便是其中的領(lǐng)頭羊。然而,與傳統(tǒng)燃油汽車相比,電動(dòng)汽車在動(dòng)力組成上存在較大差異,研究電動(dòng)汽車的碰撞安全性問(wèn)題更有其特殊性,基于此,為保障人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全,探索如何有效提高電動(dòng)汽車在碰撞過(guò)程中的安全性能便理所當(dāng)然地成為研究人員的研究焦點(diǎn)所在。本文的研究對(duì)象為某企業(yè)正在研發(fā)的一款純電動(dòng)汽車,通過(guò)理論分析、有限元建模以及數(shù)值仿真計(jì)算等方法,系統(tǒng)研究了該款電動(dòng)汽車的正面碰撞安全性能,后期針對(duì)電動(dòng)汽車車身的關(guān)鍵部件進(jìn)行了輕量化優(yōu)化設(shè)計(jì)。本文首先建立了某型號(hào)電動(dòng)汽車的有限元模型并進(jìn)行正面碰撞數(shù)值仿真計(jì)算,之后對(duì)仿真計(jì)算結(jié)果進(jìn)行可信性分析,判定模型的精確度;然后對(duì)關(guān)乎正面碰撞性能好壞的關(guān)鍵數(shù)據(jù)和整車及關(guān)鍵部件變形情況進(jìn)行了詳細(xì)分析,以此來(lái)評(píng)估該款電動(dòng)汽車的正面碰撞安全性能;最后,針對(duì)正面碰撞過(guò)程中的關(guān)鍵吸能部件,即前防撞橫梁、前吸能盒以及前縱梁這三者組成的整體進(jìn)行輕量化優(yōu)化設(shè)計(jì)。在優(yōu)化過(guò)程中,以前防撞橫梁、前吸能盒以及前縱梁的厚度作為連續(xù)設(shè)計(jì)變量,以結(jié)構(gòu)總質(zhì)量M作為目標(biāo)函數(shù),由于B柱下端加速度值以及前圍板侵入量是評(píng)價(jià)汽車碰撞安全性能的重要指標(biāo),因此選用B柱下端加速度峰值和前圍板侵入量最大值作為約束條件;之后,運(yùn)用徑向基函數(shù)法代理模型以及遺傳算法對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。為了節(jié)省優(yōu)化仿真計(jì)算時(shí)間,對(duì)有限元模型進(jìn)行了適當(dāng)簡(jiǎn)化并驗(yàn)證了模型的有效性;仿真計(jì)算結(jié)果表明,與優(yōu)化前相比,經(jīng)過(guò)優(yōu)化后的前防撞橫梁、前吸能盒以及前縱梁這三者組成的整體,質(zhì)量減輕了4.22%,B柱下端加速度峰值降低了1.80%,前圍板侵入量最大值減少了4.76%,電動(dòng)汽車的正面碰撞安全性能得到了一定程度地改善,同時(shí)結(jié)構(gòu)輕量化取得了較好的效果。
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U469.72
【圖文】：

圖 1.1 事故發(fā)生類型比例 圖 1.2 不同類型事故造成損失比例左右[6]。因此，有限元仿真計(jì)算能極大地提高純電動(dòng)汽車開(kāi)發(fā)的效率，對(duì)整個(gè)純電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也有很大的促進(jìn)作用。1.3 國(guó)內(nèi)外電動(dòng)汽車碰撞與安全研究現(xiàn)狀汽車作為一個(gè)移動(dòng)的載體，其在路上行駛的過(guò)程中，車內(nèi)司乘人員的安全與汽車的整體安全性能息息相關(guān)。其中，汽車的整體安全性能又分為主動(dòng)安全性能與被動(dòng)安全性能。主動(dòng)安全性能主要通過(guò)一些儀器設(shè)備來(lái)進(jìn)行保障，如車輪防抱死系統(tǒng)（ABS）、車道偏離預(yù)警系統(tǒng)（LDWS）、車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)（ESP）等等；被動(dòng)安全性能主要體現(xiàn)在車輛碰撞過(guò)程中，通過(guò)自身結(jié)構(gòu)的W'潰變形來(lái)吸收碰撞能量以及結(jié)合安全帶、安全氣囊來(lái)最大限度地保障車內(nèi)駕乘人員的人身安全，減少對(duì)他們的傷害程度。當(dāng)前，汽車主動(dòng)安全性能已經(jīng)提到了一個(gè)很高的層次，如何有效地提高汽車的被動(dòng)安全性能已經(jīng)越來(lái)越受到人們的極大關(guān)注。1.3.1 國(guó)外電動(dòng)汽車碰撞與安全研究現(xiàn)狀

圖 1.1 事故發(fā)生類型比例 圖 1.2 不同類型事故造成損失比例左右[6]。因此，有限元仿真計(jì)算能極大地提高純電動(dòng)汽車開(kāi)發(fā)的效率，對(duì)整個(gè)純電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也有很大的促進(jìn)作用。1.3 國(guó)內(nèi)外電動(dòng)汽車碰撞與安全研究現(xiàn)狀汽車作為一個(gè)移動(dòng)的載體，其在路上行駛的過(guò)程中，車內(nèi)司乘人員的安全與汽車的整體安全性能息息相關(guān)。其中，汽車的整體安全性能又分為主動(dòng)安全性能與被動(dòng)安全性能。主動(dòng)安全性能主要通過(guò)一些儀器設(shè)備來(lái)進(jìn)行保障，如車輪防抱死系統(tǒng)（ABS）、車道偏離預(yù)警系統(tǒng)（LDWS）、車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)（ESP）等等；被動(dòng)安全性能主要體現(xiàn)在車輛碰撞過(guò)程中，通過(guò)自身結(jié)構(gòu)的W'潰變形來(lái)吸收碰撞能量以及結(jié)合安全帶、安全氣囊來(lái)最大限度地保障車內(nèi)駕乘人員的人身安全，減少對(duì)他們的傷害程度。當(dāng)前，汽車主動(dòng)安全性能已經(jīng)提到了一個(gè)很高的層次，如何有效地提高汽車的被動(dòng)安全性能已經(jīng)越來(lái)越受到人們的極大關(guān)注。1.3.1 國(guó)外電動(dòng)汽車碰撞與安全研究現(xiàn)狀

通過(guò)節(jié)點(diǎn)相連接。在分析過(guò)程中，每一個(gè)單元都有與程中的力、位移、能量等物理量進(jìn)行計(jì)算。這些單元組成了龐大的、針對(duì)整個(gè)部件的求解矩陣，最終得到元法適用于求解具有復(fù)雜的幾何形狀、材料屬性和邊題就是其中的典型代表。自從上世紀(jì) 80 年代第一次用分析以來(lái)，此后在汽車碰撞安全性研究過(guò)程中，有限及。碰撞仿真有限元理論，碰撞仿真中一些常見(jiàn)問(wèn)題的處、接觸算法、時(shí)間步長(zhǎng)控制、沙漏控制等進(jìn)行探討。真有限元理論構(gòu)形描述學(xué)表明，組成物體的基本單元是無(wú)數(shù)個(gè)微小的質(zhì)點(diǎn)，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行很好地表征。圖 2.1 為物體微觀

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2743758