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纯电动客车全承载式车身骨架结构设计与轻量化研究
| 论文题名： | 纯电动客车全承载式车身骨架结构设计与轻量化研究 |
| 关键词： | 纯电动客车;全承载车身骨架;轻量化设计;有限元计算;动态性能 |
| 摘要： | 发展新能源汽车已成为全球汽车工业应对能源及环境问题的共同选择。纯电动客车具有环保、噪声小、能源利用率较高和能源来源多样化等优点，近年来得到快速发展。目前，制约纯电动客车发展的最大问题是电池成本高以及续驶里程短，主要对策是提高电池的能量密度以及采用轻量化技术降低整车质量。本文以中国重汽集团公司研发的一款纯电动公交客车全承载式车身骨架（含车架）为研究对象，通过有限元计算分析，评价车身骨架的静态和动态性能，进而对车身骨架结构进行改进设计，使车身骨架重量明显降低，续驶里程显著增加，整车成本控制达到预期效果。本文的主要工作如下： 分析了汽车轻量化的技术途径及客车车身骨架轻量化设计的研究现状，提出了本课题的技术路线和实施方案；阐述了全承载式车身骨架定义的几个问题，介绍了所研究的客车主要技术参数和配置；根据实际车辆车身骨架的拓扑结构，建立三维几何模型。并利用有限元分析软件，对三维模型进行处理、分析。 根据实际车辆运行工况，对有限元分析模型增加载荷、约束，经运算得到其低阶固有频率和振型。通过后处理模块，生成图表并分析其振动特性；对车身骨架进行了强度和刚度分析，得到了车身骨架在弯曲、弯扭、制动、转弯四种典型工况下的应力和应变分析云图，对整车的静态力学性能进行分析和评价； 根据整车静态力学性能的分析结果和薄壁矩形管的力学性能研究结论，确定了车身骨架的轻量化方案，并对结构改进前后的车身骨架力学性能进行对比分析评价。最后通过整车的可靠性试验，满足了客车安全行驶的可靠性要求。 研究结果表明，通过对车身骨架(含车架)轻量化设计，车身骨架(含车架)由2433kg减重到2243kg。实现纯电动客车车身骨架质量降低了7.8％。样车在可靠性试验过程中状态良好，车身骨架未发生变形、骨架断裂等失效情况。与其他同类车型通过试验相比较，整车电池容量可减少3～5kW.h，续驶里程增加10km左右，实现了车身骨架的轻量化设计目标。 |
| 作者： | 曲金亮 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 江浩斌 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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