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基于HyperWorks的电动汽车前舱盖轻量化及碰撞安全性研究
| 论文题名： | 基于HyperWorks的电动汽车前舱盖轻量化及碰撞安全性研究 |
| 关键词： | 电动汽车;前舱盖;轻量化设计;碰撞安全性 |
| 摘要： | 伴随着人们节能减排意识的提高，电动汽车逐步成为人们日常生活之中的出行工具。为了提高电动汽车的承载量及行驶里程，对于电动汽车轻量化的研究也越来越重要。在电动汽车众多零部件中，对电动汽车前舱盖进行研究不仅可以实现轻量化的目的，而且还关系到行人碰撞的安全性，因此前舱盖的轻量化研究又显得尤为重要。对电动汽车前舱盖进行轻量化研究，既可以提高电动汽车的行驶里程，又能够实现节能减排的目标。 本文参照企业提供的一款电动汽车前舱盖的三维模型，运用UG NX8.5对其进行适当简化，并将其导入到HyperWorks11.0中建立有限元模型；通过进行正向弯曲、侧向弯曲、扭转、抗凹性、约束模态、自由模态工况下的分析，结果表明前舱盖符合结构强度及模态方面的要求；对前舱盖划分区域后并进行碰撞仿真分析，仿真结果表明前舱盖需要进行优化设计以降低HIC值。综上可以看出，可以对前舱盖进行轻量化设计。 首先，参照静态工况、模态工况及碰撞安全性的分析结果，对前舱盖进行结构方面的轻量化设计。以柔度最小化及固有频率最大化为目标，运用折衷规划法结合层次分析法对前舱盖内板进行多目标拓扑优化设计，经过静态工况、模态工况及碰撞安全性的分析验证，在满足要求的前提下，前舱盖内板减重达7.2％，各碰撞区域的头部损伤值有所降低。 其次，前舱盖内板结构优化设计完成后，以质量最小化及固有频率最大化为目标，运用自适应响应面法对前舱盖铰链、铰链支座、铰链加强板、锁闩加强板进行多目标尺寸优化设计，经过分析验证，在满足要求的前提下，减重达10.5%，各碰撞区域的头部损伤值达到了国家标准要求。 最后，前舱盖结构方面的轻量化设计完成后，根据实际情况，可以对前舱盖进行轻量化材料替换。运用质量屋方法确定前舱盖各部分零部件材料的属性权重，运用模糊折衷决策方法对前舱盖各部分零部件进行轻量化材料的选择，经过验证，前舱盖总体减重达30.4%，各碰撞区域的头部损伤值进一步减小。 |
| 作者： | 吕兴栋 |
| 专业： | 机械电子工程 |
| 导师： | 韩善灵 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东科技大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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