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电动汽车覆盖件轻量化的力学性能分析和研究
| 论文题名： | 电动汽车覆盖件轻量化的力学性能分析和研究 |
| 关键词： | 电动汽车;覆盖件;轻量化设计;力学性能 |
| 摘要： | 由于复合材料与钢材料相比，强度高、重量轻、耐高温、抗腐蚀，具有优秀的力学、电学和热学性能，碳纤维增强复合材料在电动汽车轻量化领域中的应用已经变为一个研究热点。但是对于用复合材料制成的电动汽车覆盖件，并没有进行单独的静力学计算分析。本课题来源于中国科学院知识创新工程重要方向项目，主要进行的是复合材料轻量化微型电动汽车覆盖件的力学性能分析和研究，课题的研究内容如下： 首先，研究碳纤维增强复合材料力学特性，建立电动汽车覆盖件的静力学模型。对比复合材料和钢材料的汽车覆盖件，进行刚度研究。将两种仿真计算结果进行对比分析，结果不仅和汽车覆盖件的刚度理论相符，同样和实体实验中的结果相符，这就保证了汽车覆盖件力学模型仿真分析的有效性。 然后，将力学模型进行有限元分析，模拟实体实验中的约束与加载，对汽车覆盖件进行了刚度和强度计算，计算结果满足国家规范要求。结果表明，复合材料制成的电动汽车车身覆盖件不仅减轻了车身的重量，而且满足了车身覆盖件的力学性能要求，具有巨大的发展潜力。 最后，借用Memetic文化基因算法的思路及框架优化电动汽车覆盖件的铺层设计。首先对染色体进行编码，映射碳纤维增强复合材料层合板的铺层方法；然后根据复合材料制造工艺及电动汽车覆盖件模型设定种群范围;其次将原始种群变异产生初始种群;再利用贪婪算法选择适用度最好的种群，大大缩小解空间;将适应度最好的种群内部交叉生成不同于父代的新个体；再进行计算分析，最终得到适应度最高的个体即为本次优化的最终铺层结构。 本文对T300/AG80复合材料电动汽车车身覆盖件进行详细的理论分析、计算及仿真分析和铺层优化，进一步提高了碳纤维增强复合材料车身覆盖件的刚度和强度，验证了铺层方式对优化刚强度力学性能的重要影响，并得到了最优铺层结果。本文的研究结果可作为复合材料电动汽车车身覆盖件的静力学分析和复合材料铺层优化的理论指导，为电动汽车轻量化研究的实际生产研发提供有效参考价值。 |
| 作者： | 李丹阳 |
| 专业： | 力学 |
| 导师： | 郑亮 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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