【摘要】：隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展,人們生活水平的不斷提高,普通大眾對汽車的需求是越來越旺盛。由于傳統(tǒng)燃油汽車在使用過程中會造成眾多污染,而當今社會,“節(jié)能減排、綠色低碳”的環(huán)保理念已經(jīng)深入人心。因此,國家目前是大力提倡和發(fā)展新能源汽車,電動汽車便是其中的領頭羊。然而,與傳統(tǒng)燃油汽車相比,電動汽車在動力組成上存在較大差異,研究電動汽車的碰撞安全性問題更有其特殊性,基于此,為保障人民群眾的生命財產(chǎn)安全,探索如何有效提高電動汽車在碰撞過程中的安全性能便理所當然地成為研究人員的研究焦點所在。本文的研究對象為某企業(yè)正在研發(fā)的一款純電動汽車,通過理論分析、有限元建模以及數(shù)值仿真計算等方法,系統(tǒng)研究了該款電動汽車的正面碰撞安全性能,后期針對電動汽車車身的關鍵部件進行了輕量化優(yōu)化設計。本文首先建立了某型號電動汽車的有限元模型并進行正面碰撞數(shù)值仿真計算,之后對仿真計算結果進行可信性分析,判定模型的精確度;然后對關乎正面碰撞性能好壞的關鍵數(shù)據(jù)和整車及關鍵部件變形情況進行了詳細分析,以此來評估該款電動汽車的正面碰撞安全性能;最后,針對正面碰撞過程中的關鍵吸能部件,即前防撞橫梁、前吸能盒以及前縱梁這三者組成的整體進行輕量化優(yōu)化設計。在優(yōu)化過程中,以前防撞橫梁、前吸能盒以及前縱梁的厚度作為連續(xù)設計變量,以結構總質(zhì)量M作為目標函數(shù),由于B柱下端加速度值以及前圍板侵入量是評價汽車碰撞安全性能的重要指標,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,運用徑向基函數(shù)法代理模型以及遺傳算法對其進行優(yōu)化。為了節(jié)省優(yōu)化仿真計算時間,對有限元模型進行了適當簡化并驗證了模型的有效性;仿真計算結果表明,與優(yōu)化前相比,經(jīng)過優(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%,電動汽車的正面碰撞安全性能得到了一定程度地改善,同時結構輕量化取得了較好的效果。
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：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，有限元仿真計算能極大地提高純電動汽車開發(fā)的效率，對整個純電動汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也有很大的促進作用。1.3 國內(nèi)外電動汽車碰撞與安全研究現(xiàn)狀汽車作為一個移動的載體，其在路上行駛的過程中，車內(nèi)司乘人員的安全與汽車的整體安全性能息息相關。其中，汽車的整體安全性能又分為主動安全性能與被動安全性能。主動安全性能主要通過一些儀器設備來進行保障，如車輪防抱死系統(tǒng)（ABS）、車道偏離預警系統(tǒng)（LDWS）、車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)（ESP）等等；被動安全性能主要體現(xiàn)在車輛碰撞過程中，通過自身結構的W'潰變形來吸收碰撞能量以及結合安全帶、安全氣囊來最大限度地保障車內(nèi)駕乘人員的人身安全，減少對他們的傷害程度。當前，汽車主動安全性能已經(jīng)提到了一個很高的層次，如何有效地提高汽車的被動安全性能已經(jīng)越來越受到人們的極大關注。1.3.1 國外電動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，有限元仿真計算能極大地提高純電動汽車開發(fā)的效率，對整個純電動汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也有很大的促進作用。1.3 國內(nèi)外電動汽車碰撞與安全研究現(xiàn)狀汽車作為一個移動的載體，其在路上行駛的過程中，車內(nèi)司乘人員的安全與汽車的整體安全性能息息相關。其中，汽車的整體安全性能又分為主動安全性能與被動安全性能。主動安全性能主要通過一些儀器設備來進行保障，如車輪防抱死系統(tǒng)（ABS）、車道偏離預警系統(tǒng)（LDWS）、車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)（ESP）等等；被動安全性能主要體現(xiàn)在車輛碰撞過程中，通過自身結構的W'潰變形來吸收碰撞能量以及結合安全帶、安全氣囊來最大限度地保障車內(nèi)駕乘人員的人身安全，減少對他們的傷害程度。當前，汽車主動安全性能已經(jīng)提到了一個很高的層次，如何有效地提高汽車的被動安全性能已經(jīng)越來越受到人們的極大關注。1.3.1 國外電動汽車碰撞與安全研究現(xiàn)狀

通過節(jié)點相連接。在分析過程中，每一個單元都有與程中的力、位移、能量等物理量進行計算。這些單元組成了龐大的、針對整個部件的求解矩陣，最終得到元法適用于求解具有復雜的幾何形狀、材料屬性和邊題就是其中的典型代表。自從上世紀 80 年代第一次用分析以來，此后在汽車碰撞安全性研究過程中，有限及。碰撞仿真有限元理論，碰撞仿真中一些常見問題的處、接觸算法、時間步長控制、沙漏控制等進行探討。真有限元理論構形描述學表明，組成物體的基本單元是無數(shù)個微小的質(zhì)點，物體的運動狀態(tài)進行很好地表征。圖 2.1 為物體微觀

【參考文獻】

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本文編號：2743758