某电动客车轻量化研究

发布时间：2020-10-10 10:42

　　 现代汽车发展的主要趋势是节能减排。汽车轻量化设计是实现汽车节能减排的最有效途径之一。车辆的轻量化设计不仅可以大大提高车辆的燃油经济性,而且对车辆动力性也有很大的影响。对于轻型客车来说,车架是最重要的承重结构,客车车架的重量可占整个车身重量的40%-60%。因此,客车车架的轻量化设计对于车辆整体减重是非常重要的。伴随环境、能源、汽车产业与可持续发展的矛盾日渐突出,电动客车进入人们的视野。想要增加电动客车的续驶里程就有必要对其进行轻量化设计。本论文对某长为6.4m的电动客车进行轻量化设计,基于有限元法对车身骨架强度与刚度进行分析。通过HyperMesh软件建立了车身骨架的有限元模型,分析了车辆行驶过程中常见的满载弯曲、满载扭转工况性能,同时对其自由模态进行分析,获得了车身骨架强度、刚度及模态等性能参数。本论文以优化区域密度作为设计变量,设计区域的体积分数为约束条件,车架柔度、一阶自由模态频率为目标函数,对车底盘与车顶骨架进行多目标拓扑优化,经过多次迭代计算结果收敛,得到拓扑后的车身结构,然后采取相对灵敏度的方法找出了对车重影响大但是对性能影响小的设计变量。采用哈姆斯雷实验设计(DOE)方法对变量进行采样,对采样点进行有限元计算。根据计算后数据,建立了车身骨架质量、刚度与模态性能响应面模型。然后利用Hyperstudy内置的多目标遗传算法(MOGA)进行多目标优化,以车身骨架质量最小,一阶自由模态频率最大为优化目标,以弯曲工况跟扭转工况位移作为约束条件,进行了30次迭代计算,最后选出最优的结果进行车架优化设计。对优化前后车架的弯曲、扭转典型工况性能进行对比。结果表明,经重新设计后车架在满足各项性能的前提下,实现减重71千克,减重率8.5%。
【学位单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U469.72
【部分图文】：

各骨架总成三维图

车架后视与俯视图

（d）车架右侧车顶骨架车底骨架 （e）车顶骨架 （f）车底骨架图 2.1 各骨架总成三维图（a）车架后视图 （b）车架俯视图图 2.2 车架后视与俯视图
【参考文献】

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本文编号：2835071