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考虑响应面的电动汽车电池箱等刚度及轻量化研究
| 论文题名： | 考虑响应面的电动汽车电池箱等刚度及轻量化研究 |
| 关键词： | 电动汽车;电池箱;材料指数;等刚度理论 |
| 摘要： | 汽车是现代文明的产物，汽车的发展也伴随着人类社会的担忧:能源短缺和环境污染。电动汽车的发展在逐步推进。虽然电动汽车近二三十年来发展迅速，但是还是存在着一些技术难题，如电池、电机控制等技术，这些技术无法突破导致电动汽车安全性差、稳定性低、成本高、续驶里程短。因此，在关键技术突破之前，针对电动汽车开展轻量化研究具有理论和实际的重要意义。 电池箱是承载电池组的载体，对于电池组的安全和防护有着重要的作用。目前电池箱普遍采用钢组合焊接而成，整体质量偏重，对电池箱进行保证结构性能的前提下的轻量化研究，可以增加电动车的续驶里程。 以往的研究中，普遍只是对电池箱的结构进行优化，对于考虑响应面的电池箱的等刚度研究较少，因此，论文以国家国际科技合作专项项目(2014DFA80440)为依托，对某款电动汽车电池箱进行研究，运用等刚度理论对考虑响应面的电池箱进行材料替换轻量化研究。 本文建立了电池箱的三维实体模型和有限元模型，为后续的性能分析打好基础，运用有限元分析软件分析了电池箱在颠簸工况、急转弯、急刹车等三种工况下的性能及模态，根据分析结果选择了适合轻量化的电池箱零部件。为了说明材料替换的合理性，本文提出了材料指数的概念，根据等刚度理论的近似公式，计算得到电池箱零部件进行材料替换后的厚度值的范围。 为了进一步分析优化，本文根据电池箱颠簸工况、急转弯、急刹车及模态工况的刚度值，建立了电池箱质量、刚度及模态关于厚度的响应面模型，用来代替原有的有限元模型参与优化。以电池箱的质量和模态频率作为目标函数，三种工况的位移作为约束条件，开展多目标优化求出最优解，对优化后的电池箱进行三种工况及模态频率的仿真分析验证，表明铝合金电池箱符合标准。 |
| 作者： | 陈球胜 |
| 专业： | 机械设计及理论 |
| 导师： | 赵韩 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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