电动汽车碳纤维复合材料地板结构轻量化设计
发布时间：2020-12-17 05:53
节能减排是汽车工业发展的重要课题,而所有节能减排的技术中,轻量化技术是最为有效的一种,轻量化技术并不仅仅是减轻质量,而是在不降低性能的前提下减轻质量,对于降低电动汽车电耗、增加续航里程有重要的意义。白车身是汽车重要的组成部分,而地板又是白车身的主要承力部件,本文以某车型钢车身地板结构进行有限元建模分析与评价,建立了评价指标,使用新型碳纤维复合材料对地板进行了设计,并使用钢地板的性能参数对碳纤维复合材料地板进行了结构优化设计,确定了轻量化设计方案。具体流程如下:首先建立了白车身有限元模型,并且设计实施了与仿真工况相同的试验,最后将结果进行了对比,验证了白车身模型的有效性。然后将钢地板从白车身中分离出来,对钢地板的弯曲工况、扭转工况及自由模态进行了有限元仿真分析,得到地板结构的弯扭刚度与一弯、一扭模态频率,为碳纤维复合材料地板的性能优化设计提供依据。然后再进行了碳纤维复合材料T300/5208的准静态性能试验,得到了其静态力学性能参数,为碳纤维复合材料地板的有限元分析做铺垫。对碳纤维复合材料地板进行CAD建模,然后对其进行铺层设计以及有限元网格划分,计算碳纤维复合材料地板结构的弯扭刚度以及...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
012-2016年新能源汽车销量
483975个节点，得到白车身有限元模型如图2.1所示。图2.1白车身有限元模型的建立2.2n维自由度线弹性系统运动的微分方程可写为：...........................(2-1)其中：[M]是系统的质量矩阵，[K]是系统的刚度矩阵，[C]是系统的阻尼矩阵，x(t)是节点位移响应向量，f(t)系统的激振力向量。
j的坐标确定的。如图2.2所示。图2.2梁单元坐标系的确定假设 ， ，那么就可以得到 ， 。如果整体坐标系 、 、 轴上的单位向量分别用 、 、 表示；单元坐标系 、 、z￠轴上的单位向量用 、 、 表示，那么就可得出：............................................(2-10)..............................................(2-11)其中： ， ， ，
【参考文献】：
期刊论文
[1]轻质客车地板结构优化设计及验证分析[J]. 张兴刚,张红元. 材料开发与应用. 2016(01)
[2]我国发布14项电动汽车国家标准制修订计划[J]. 机械工业标准化与质量. 2015(09)
[3]汽车后排座椅安装点结构优化设计[J]. 王伟,段茂才,刘剑. 中国新技术新产品. 2015(08)
[4]泡沫铝层合结构汽车地板研究[J]. 于英华,王珏,高鑫,苏子龙. 热加工工艺. 2014(24)
[5]考虑动态特性的多工况车身结构拓扑优化研究[J]. 兰凤崇,赖番结,陈吉清,马芳武. 机械工程学报. 2014(20)
[6]基于碳纤维复合材料的空间相机高比刚度主承力板优化设计[J]. 安源,贾学志,张雷,金光. 光学精密工程. 2013(02)
[7]某乘用车前地板的结构设计改进[J]. 高键镒,查三妹. 企业科技与发展. 2012(15)
[8]基于Optistruct的碳纤维复合材料包装箱结构优化设计[J]. 严君,杨世文. 玻璃钢/复合材料. 2012(02)
[9]基于CATIA复合材料铺层设计[J]. 余芬,康永涛. 中国民航大学学报. 2010(04)
[10]基于iSIGHT的汽车盘式制动器多学科设计优化[J]. 胡文婕,陈亮. 农业机械学报. 2010(05)
博士论文
[1]轿车悬架零部件性能匹配与轻量化多目标优化方法研究[D]. 蒋荣超.吉林大学 2016
[2]白车身前端结构—材料—性能一体化轻量化多目标协同优化设计[D]. 王传青.吉林大学 2016
[3]基于多学科优化设计方法的白车身轻量化研究[D]. 卢放.吉林大学 2014
[4]白车身参数化建模与多目标轻量化优化设计方法研究[D]. 季枫.吉林大学 2014
硕士论文
[1]基于被动安全性的轿车白车身结构轻量化设计[D]. 冶志亮.吉林大学 2017
[2]轿车白车身前端结构正碰安全性分析与评价[D]. 庞佳帝.吉林大学 2015
[3]电动汽车地板新结构设计[D]. 陈超.湖南大学 2015
[4]基于汽车前地板的碳纤维增强复合材料成型关键技术研究[D]. 纪俊洋.东华大学 2015
[5]碳纤维复合材料汽车前地板成型工艺及性能研究[D]. 丁小马.东华大学 2015
[6]轿车悬架控制臂性能分析与参数化轻量化优化设计[D]. 黄亚威.吉林大学 2014
[7]轿车前副车架结构参数化轻量化优化设计[D]. 吴胤憧.吉林大学 2014
[8]车身参数化轻量化设计与评价方法研究[D]. 单婷婷.吉林大学 2013
[9]轿车车架模态分析与结构优化[D]. 郭长城.吉林大学 2011
[10]多目标优化方法在车身结构轻量化设计中的应用研究[D]. 谢然.华南理工大学 2010
本文编号：2921519
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
012-2016年新能源汽车销量
483975个节点，得到白车身有限元模型如图2.1所示。图2.1白车身有限元模型的建立2.2n维自由度线弹性系统运动的微分方程可写为：...........................(2-1)其中：[M]是系统的质量矩阵，[K]是系统的刚度矩阵，[C]是系统的阻尼矩阵，x(t)是节点位移响应向量，f(t)系统的激振力向量。
j的坐标确定的。如图2.2所示。图2.2梁单元坐标系的确定假设 ， ，那么就可以得到 ， 。如果整体坐标系 、 、 轴上的单位向量分别用 、 、 表示；单元坐标系 、 、z￠轴上的单位向量用 、 、 表示，那么就可得出：............................................(2-10)..............................................(2-11)其中： ， ， ，
【参考文献】：
期刊论文
[1]轻质客车地板结构优化设计及验证分析[J]. 张兴刚,张红元. 材料开发与应用. 2016(01)
[2]我国发布14项电动汽车国家标准制修订计划[J]. 机械工业标准化与质量. 2015(09)
[3]汽车后排座椅安装点结构优化设计[J]. 王伟,段茂才,刘剑. 中国新技术新产品. 2015(08)
[4]泡沫铝层合结构汽车地板研究[J]. 于英华,王珏,高鑫,苏子龙. 热加工工艺. 2014(24)
[5]考虑动态特性的多工况车身结构拓扑优化研究[J]. 兰凤崇,赖番结,陈吉清,马芳武. 机械工程学报. 2014(20)
[6]基于碳纤维复合材料的空间相机高比刚度主承力板优化设计[J]. 安源,贾学志,张雷,金光. 光学精密工程. 2013(02)
[7]某乘用车前地板的结构设计改进[J]. 高键镒,查三妹. 企业科技与发展. 2012(15)
[8]基于Optistruct的碳纤维复合材料包装箱结构优化设计[J]. 严君,杨世文. 玻璃钢/复合材料. 2012(02)
[9]基于CATIA复合材料铺层设计[J]. 余芬,康永涛. 中国民航大学学报. 2010(04)
[10]基于iSIGHT的汽车盘式制动器多学科设计优化[J]. 胡文婕,陈亮. 农业机械学报. 2010(05)
博士论文
[1]轿车悬架零部件性能匹配与轻量化多目标优化方法研究[D]. 蒋荣超.吉林大学 2016
[2]白车身前端结构—材料—性能一体化轻量化多目标协同优化设计[D]. 王传青.吉林大学 2016
[3]基于多学科优化设计方法的白车身轻量化研究[D]. 卢放.吉林大学 2014
[4]白车身参数化建模与多目标轻量化优化设计方法研究[D]. 季枫.吉林大学 2014
硕士论文
[1]基于被动安全性的轿车白车身结构轻量化设计[D]. 冶志亮.吉林大学 2017
[2]轿车白车身前端结构正碰安全性分析与评价[D]. 庞佳帝.吉林大学 2015
[3]电动汽车地板新结构设计[D]. 陈超.湖南大学 2015
[4]基于汽车前地板的碳纤维增强复合材料成型关键技术研究[D]. 纪俊洋.东华大学 2015
[5]碳纤维复合材料汽车前地板成型工艺及性能研究[D]. 丁小马.东华大学 2015
[6]轿车悬架控制臂性能分析与参数化轻量化优化设计[D]. 黄亚威.吉林大学 2014
[7]轿车前副车架结构参数化轻量化优化设计[D]. 吴胤憧.吉林大学 2014
[8]车身参数化轻量化设计与评价方法研究[D]. 单婷婷.吉林大学 2013
[9]轿车车架模态分析与结构优化[D]. 郭长城.吉林大学 2011
[10]多目标优化方法在车身结构轻量化设计中的应用研究[D]. 谢然.华南理工大学 2010
本文编号：2921519
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