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电动乘用车有限元分析及结构轻量化设计
| 论文题名： | 电动乘用车有限元分析及结构轻量化设计 |
| 关键词： | 电动汽车;车身结构;刚性壁障;轻量化设计;有限元分析 |
| 摘要： | 随着国家对新能源汽车的大力推广，越来越多的汽车企业加入到电动汽车的生产队伍中。当前国内生产的普通电动汽车在性能和价格方面与传统汽车相比还存在一定的差距，于是基于实用性的低速电动乘用车开始大量出现。多数的低速电动汽车是在传统汽车的基础上改制而来，车身材料相对基本性能存在冗余现象，为进一步提高续驶里程，在保证力学性能和安全性的条件下对车身进行轻量化设计具有重要的意义。 本文以一款低速电动乘用车为研究对象，建立了车身静动态分析的有限元模型，并对车身结构进行了刚度分析、模态分析和强度分析。分别得到白车身的弯曲刚度和扭转刚度值、低阶固有频率和振型图、弯扭组合工况下的车身应力云图。 针对强度分析结果，提出了基于静强度的车身轻量化设计方法，以应力为约束条件，白车身质量最小为目标函数，采用一维搜索的迭代方法，对车身结构进行轻量化设计。优化后车身零件的应力值都向各自屈服极限靠拢，实现等强度设计，提高整车材料利用率。 建立了整车正面100％刚性壁障碰撞有限元模型和正面40%可变形壁障碰撞有限元模型，对整车的能量曲线和变形时序图进行了分析，验证了模型的有效性。提取了车身零件的变形图和假人的损伤值，对车身的变形模式和假人的损伤曲线进行了分析。 根据碰撞分析结果，提出了基于正面碰撞乘员安全性的车身轻量化设计方法，采用相对差商的迭代方法，以假人的损伤值为约束条件，车身零件总质量最小为目标函数，零件厚度为设计变量进行了优化设计，快速实现了车身零件厚度的最优布置。 |
| 作者： | 刘金钊 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 柴山;孙廷军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东理工大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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