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基于侧面碰撞安全性的电动汽车车门结构多学科优化
| 论文题名： | 基于侧面碰撞安全性的电动汽车车门结构多学科优化 |
| 关键词： | 电动汽车;车门;侧面碰撞;多目标优化 |
| 摘要： | 车门作为独立于白车身之外的特殊部件，与车身结构一起构成了乘客的生存空间，除了在碰撞时提供良好的碰撞传力路径和对乘客的保护，还应有足够的结构强度、刚度，良好的震动特性，而在满足上述特性的同时，还应尽量符合轻量化的要求，而对于纯电动汽车，碰撞工况中还应考虑车身的电气安全，诸如电池包的变形隐患等。本文考虑了碰撞仿真计算、线性静动态仿真计算等多个学科的多个响应目标，运用多目标遗传算法对某型纯电动汽车的车门结构的部分板厚进行多目标优化，提高了车门结构的综合性能。主要工作总结如下: (1)在分析线性静态分析和自由模态分析基本理论的基础上，简述了有限元分析的一般过程、有限元建模所使用的工具，参考相关企业标准和文献资料，建立了车门结构线性静态垂向刚度工况和自由模态工况的有限元模型并进行分析，作为后续多目标优化的基础。 (2)搜集了现行的各国和地区实行的碰撞法规和新车评价规程的评价内容并进行对比。在汽车碰撞仿真所涉及到的非线性动态力学理论的基础上，结合实际情况和相关法规，建立了侧面刚性柱碰撞工况下的实例电动汽车整车有限元模型并利用LS-Dyna求解器进行求解分析。指出电动汽车碰撞安全性与传统汽车的区别，对相关碰撞安全指标，包括车门吸能量和关键点加速度等常规指标以及电池包变形安全隐患等进行分析，为后续多目标优化提供基础。 (3)简述试验设计、近似模型和多目标优化算法理论，结合前文有限元分析的结果，选择合适的优化变量、响应和优化目标，建立高精度的近似模型替代原有限元模型，运用NSGA-Ⅱ算法对车门结构进行多目标优化，获得pareto解集，根据实际设计要求选取合适的方案并带入有限元模型进行验证。优化结果使得车门结构在提升少许质量的情况下，垂向刚度符合企业标准，一阶模态频率获得一定提升，车门结构吸能总量增加了12.3％，座椅中间处关键节点加速度降低了15.4％。 |
| 作者： | 曹诚 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 尹安东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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