現(xiàn)代汽車發(fā)展的主要趨勢是節(jié)能減排。汽車輕量化設(shè)計是實現(xiàn)汽車節(jié)能減排的最有效途徑之一。車輛的輕量化設(shè)計不僅可以大大提高車輛的燃油經(jīng)濟性,而且對車輛動力性也有很大的影響。對于輕型客車來說,車架是最重要的承重結(jié)構(gòu),客車車架的重量可占整個車身重量的40%-60%。因此,客車車架的輕量化設(shè)計對于車輛整體減重是非常重要的。伴隨環(huán)境、能源、汽車產(chǎn)業(yè)與可持續(xù)發(fā)展的矛盾日漸突出,電動客車進入人們的視野。想要增加電動客車的續(xù)駛里程就有必要對其進行輕量化設(shè)計。本論文對某長為6.4m的電動客車進行輕量化設(shè)計,基于有限元法對車身骨架強度與剛度進行分析。通過HyperMesh軟件建立了車身骨架的有限元模型,分析了車輛行駛過程中常見的滿載彎曲、滿載扭轉(zhuǎn)工況性能,同時對其自由模態(tài)進行分析,獲得了車身骨架強度、剛度及模態(tài)等性能參數(shù)。本論文以優(yōu)化區(qū)域密度作為設(shè)計變量,設(shè)計區(qū)域的體積分數(shù)為約束條件,車架柔度、一階自由模態(tài)頻率為目標函數(shù),對車底盤與車頂骨架進行多目標拓撲優(yōu)化,經(jīng)過多次迭代計算結(jié)果收斂,得到拓撲后的車身結(jié)構(gòu),然后采取相對靈敏度的方法找出了對車重影響大但是對性能影響小的設(shè)計變量。采用哈姆斯雷實驗設(shè)計(DOE)方法對變量進行采樣,對采樣點進行有限元計算。根據(jù)計算后數(shù)據(jù),建立了車身骨架質(zhì)量、剛度與模態(tài)性能響應(yīng)面模型。然后利用Hyperstudy內(nèi)置的多目標遺傳算法(MOGA)進行多目標優(yōu)化,以車身骨架質(zhì)量最小,一階自由模態(tài)頻率最大為優(yōu)化目標,以彎曲工況跟扭轉(zhuǎn)工況位移作為約束條件,進行了30次迭代計算,最后選出最優(yōu)的結(jié)果進行車架優(yōu)化設(shè)計。對優(yōu)化前后車架的彎曲、扭轉(zhuǎn)典型工況性能進行對比。結(jié)果表明,經(jīng)重新設(shè)計后車架在滿足各項性能的前提下,實現(xiàn)減重71千克,減重率8.5%。
【學(xué)位單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U469.72
【部分圖文】：

各骨架總成三維圖

車架后視與俯視圖

（d）車架右側(cè)車頂骨架車底骨架 （e）車頂骨架 （f）車底骨架圖 2.1 各骨架總成三維圖（a）車架后視圖 （b）車架俯視圖圖 2.2 車架后視與俯視圖
【參考文獻】

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本文編號：2835071