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原文传递镁合金电动自行车开发设计

论文题名：	镁合金电动自行车开发设计
关键词：	电动自行车;镁合金材料;整车设计;锂电池;性能评估
摘要：	电动自行车以其轻便、节能、环保的优势，已成为主流日常短距个人交通工具，但目前市售电动自行车多因超重超速而无法满足国家相关标准的要求。本研究与四川某企业合作，将比强度和比刚度优势明显的镁合金用于替代一款企业看好的传统钢质电动车车架并进行整车设计，以期得到一款市场定位较高、重量和车速均满足国家标准要求的镁合金锂电自行车。　　针对镁合金材料工艺特性，在前期研究的基础上，沿镁合金产品开发技术线路，提出了采用两个压铸车架半片螺栓连接成整体、结构适合锂电池的镁质车架设计思路；并采用三维建模、建立服役模型、服役状态分析、工艺结构优化、配套零部件甄选、虚拟装配、服役性能评估等现代设计和虚拟检测手段，完成了车架及整车的设计与性能评估；最后对镁合金锂电自行车的成本及重量做了评估。　　本论文的主要内容及结论如下：　　①提出了两个压铸半片车架铸件用螺栓连接得到镁车架的详细设计方案，并建立了车架详细结构三维数字模型；　　②基于锂电驱动、镁合金车架，甄选了主要零配件，完成了电动自行车的整车设计，确定了整车技术参数；　　③建立电动自行车整车和车架的服役力学模型，根据服役条件对车架静力、刚度、模态进行了分析并据此完成了结构优化，最终获得最大服役应力低于40 MPa，刚度、模态满足设计要求的车架结构，优化后车架重约1.55kg，与同规格钢结构车架相比重量减轻4.25kg；　　④从工艺、安全、设备及使用经济性等方面对新方案与原有方案进行了技术经济对比分析。结果表明：新方案全年使用费用要比原方案单个车架节省10.64元；　　⑤建立了全部零配件的数字模型，通过虚拟装配获得了整车数字模型；并根据市场价格调研估算出该镁合金锂电自行车整车成本为1493.32元，重量为20.3kg（市场平均车重75kg，国标要求不得超过40kg），市场定价约为2133元；从轻量化和节能两方面进行的性价比数字评估计算结果表明，研发的镁电动自行车性价比要高于目前市场上的其他产品。
作者：	逯志浩
专业：	材料加工工程
导师：	龙思远
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆大学
学位年度：	2013
正文语种：	中文