原文传递
基于抗撞性的FSEC赛车车身轻量化研究
| 论文题名： | 基于抗撞性的FSEC赛车车身轻量化研究 |
| 关键词： | 汽车车架;轻量化设计;抗撞性;结构优化 |
| 摘要： | 汽车轻量化技术作为改善汽车与能源、环境之间矛盾的关键技术手段，已成为各大汽车企业及科研院所的重点研究。而车架作为汽车的一个重要组成，起着支撑和连接汽车各总成的作用，直接影响着汽车的操稳性与安全性，因此，针对汽车碰撞安全性的轻量化设计具有重要的工程应用价值。本文以西华大学2019年方程式赛车电车车架为研究对象，根据赛事规则和赛车在实际比赛中的工况作为分析依据，在保证车架强度、刚度和抗撞性的条件下，对车架进行轻量化设计，研究内容主要包括以下5个方面： （1）掌握方程式大赛规则要求、车架抗撞性分析方法和轻量化设计要求，结合车架的选材、设计以及制造工艺完成车架的三维模型建立，并搭建出基于车架抗撞性能下的轻量化设计流程。 （2）结合方程式赛车比赛要求，利用Ansys Workbench对车架进行满载弯曲、满载扭转、高速转弯、紧急制动和直线加速五个工况下的静力学分析，验证车架强度和刚度，同时利用Abaqus对车架进行100%正面碰撞和40%正面偏置碰撞分析，结合车架静力学分析结果和碰撞分析结果，拟出车架基于抗撞性的结构优化设计方案和轻量化设计方案。 （3）对车架进行实验验证，检验车架有限元分析的准确性，测试结果与仿真分析对比误差在15%以内，基本验证了车架有限元分析的准确性，证明了车架结构优化方案和轻量化设计方案具有指导价值。 （4）结合大赛规则对车架进行抗撞性的结构优化设计，对车架的前隔板支撑系统和主防滚架部分进行强化，将前隔板支撑系统上下斜撑改为方管、调整前隔板支撑系统两侧管件布置以及增加主防滚架斜撑，并对结构优化后的车架进行静力学分析和碰撞分析验证，分析结果表明车架变形改善明显。 （5）对结构优化后的车架结合试验设计方法进行轻量化设计，经最优拉丁超立方抽样选取出79个样本点；采用kriging代理模型进行抽样精度验证；通过多目标遗传算法对车架进行参数优化；并对参数优化后的车架进行静力学分析和碰撞分析验证，车架质量由31.107kg降为28.546kg，实现10.46%减重。 |
| 作者： | 何云飞 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 唐岚;刘力 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西华大学 |
| 学位年度： | 2021 |
检索历史
应用推荐
