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原文传递微型电动汽车车身轻量化研究

论文题名：	微型电动汽车车身轻量化研究
关键词：	白车身;车身刚度;模态分析;灵敏度;轻量化;电动汽车
摘要：	车身作为微型电动汽车的重要组成部分,占着整车重量和成本相当大的比重。由于电池的限制,大部分微型电动汽车行驶里程较短。而减轻整车质量能够增加微型电动汽车续驶里程,提高行驶稳定性;另一方面,减轻整车质量还能够降低微型电动车的生产成本。因此,对该微型电动汽车的车身进行轻量化设计极为重要。　　本课题以某微型电动汽车的白车身为研究对象,以减轻车身质量为目标,以车身刚度为状态变量,采用结构优化与塑料材料相结合的方法对其进行轻量化研究并以车身强度作为校核。主要研究内容如下: 　　运用HyperMesh软件建立微型电动汽车的白车身有限元模型,并在OptiStruct中对其进行理论模态分析。为了进一步分析白车身模态,采用锤击法进行样车白车身模态试验。分析结果表明,理论模态和试验模态的结果误差小于6%,从而验证了有限元模型的正确性,为后续的轻量化设计奠定了基础。模态试验分析结果表明该车身的一阶扭转频率存在着共振的可能性,后续设计时应避开共振频率。　　对白车身进行扭转刚度及弯曲刚度仿真分析,车身刚度较为富余,可以在轻量化设计时适当降低刚度。为了提高轻量化的效率,首先计算了白车身所有构件板厚对整车模态频率、刚度和质量的灵敏度,选择灵敏度较大的构件作为修改变量;然后以车身质量最小为优化目标、一阶扭转频率为状态变量、构件厚度为变量,进行尺寸优化迭代计算;后侧围外板以及顶棚外板部分选用玻璃纤维增强材料,以扭转刚度为约束,对塑料层厚度进行优化。圆整优化结果后得到车身的轻量化效果为15.1%。　　对轻量化前后的白车身进行各项性能的校核分析。采用惯性释放法计算了各典型工况下的轻量化前后强度,并进行了强度、模态、刚度的对比分析。结果表明,轻量化后车身的各项性能均满足整车设计要求,提出的轻量化方案可行,轻量化效果明显。　　本文提出的轻量化方案能够使车身在满足各项性能要求的前提下,有效地降低电动汽车车身质量,增加续驶里程。本文为轻量化分析积累了一定的经验和技术资料,且文中的分析数据对同类车型有一定的参考价值,具有一定的工程实际指导意义。
作者：	樊婷
专业：	车辆工程
导师：	朱茂桃
授予学位：	硕士
授予学位单位：	江苏大学
学位年度：	2012
正文语种：	中文