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碳纤维复合材料纯电动汽车车身结构优化设计
| 论文题名： | 碳纤维复合材料纯电动汽车车身结构优化设计 |
| 关键词： | 纯电动汽车;车身结构;优化设计;碳纤维复合材料 |
| 摘要： | 纯电动汽车(PEV)的发展是汽车产业向着智能化、电动化、轻量化方向转型的重要环节。汽车产业在第三次工业革命的影响下，将会在汽车选材、生产制造方式以及能源信息等方面产生颠覆性、革命性的变化。目前，纯电动汽车的发展还处于早起阶段，汽车市场依然被传统燃油车所占据;但是，随着技术的发展和环境的变化，纯电动汽车的社会需求量会越来越大。纯电动汽车在动力系统、能源系统方面与传统车存在较大差异，因此对其整车结构形式包括车身结构都需提出新的设计要求。研究概念设计阶段电动汽车车身结构优化方法对于提高整车性能，缩短设计周期有着重要意义。 本文的研究主要以车身刚度性能为主导，采用了新型碳纤维复合材料(CFRP)对非承载式纯电动汽车车身结构进行优化设计。碳纤维复合材料是实现车身轻量化的理想材料;采用非承载式车身的纯电动汽车，其车身承受的载荷较小，便于轻型材料的使用和车身个性化设计，能够更好的满足社会需求。本文详细分析了碳纤维复合材料各向异性的力学特性，参考某款成熟电动汽车车身结构建立车身简化模型，确定了18个主断面的位置及参数;通过计算得到了车架传递到车身的载荷大小，采用传递矩阵法建立了车身刚度链计算模型，准确描述了复合材料电动车车身主断面属性与刚度的关系;以复合材料的铺层参数为优化变量，车身刚强度为主要约束条件，车身质量最小为目标函数利用遗传算法进行求解，得到了满足车身刚强度要求的复合材料电动汽车车身主断面参数;论文最后将复合材料车身刚度计算结果与钢制材料车身刚度对比，验证了复合材料刚度链模型的准确性，同时也证明了碳纤维复合材料应用到纯电动汽车车身结构设计中的可行性。 本文的研究为新材料在汽车行业的应用发展提供了有价值的参考，为纯电动汽车车身的开发创新探讨了新的设计思路。 |
| 作者： | 刘保公 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 刘子建;喻伟雄 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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