汽车零件结构/材料协同设计与分析
发布时间：2021-02-09 19:01
针对汽车金属结构件质量较重,采用碳纤维复合材料成本较高,热固成形工艺复杂等问题,在分析充电机支架和前地板后本体两结构件功能、结构要求和装配关系的基础上,采用复合材料对两结构件进行轻量化设计,使重量和制造成本均得到了降低。根据功能和装配关系,分析得到了具体的设计要求。在强度要求方面,充电机支架在五种工况下的最大应力小于碳纤维复合材料破坏强度,前地板后本体在两种工况下的最大应力小于其中短切玻璃纤维复合材料破坏强度。在变形要求方面,充电机支架在颠簸工况、左急转弯和刹车联合工况下的最大变形小于1mm,其它工况下的最大变形小于0.5mm。前地板后本体在承载区工况和手刹区工况下的最大变形分别不超过2和1mm。设计出了两结构件的几何结构并选择相应的复合材料。充电机支架的长、宽、高分别为242、146和127mm,整体厚度为2mm,选用碳纤维增强复合材料,铺层厚度0.25mm,铺层结构为[90°/0°/±45°]s。前地板后本体的长、宽、高分别为1284、341和25mm,整体厚度2.4mm,加强筋厚度2mm,选用短切玻璃纤维增强复合材料并采用碳纤维复合材料进行补强,补强片厚度0...
【文章来源】：江苏理工学院江苏省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 复合材料在汽车领域中的应用及研究现状
1.3 本文研究内容
第二章 汽车零件结构/材料协同设计
2.1 电动汽车车身结构组成及功能要求
2.1.1 车身结构
2.1.2 功能要求
2.2 结构/材料协同设计方法
2.3 充电机支架结构/材料协同设计
2.3.1 装配关系及设计要求
2.3.2 结构设计
2.3.3 复合材料及铺层结构设计
2.4 前地板后本体结构/材料协同设计
2.4.1 装配关系及设计要求
2.4.2 结构设计
2.4.3 复合材料及铺层结构设计
2.5 本章小结
第三章 充电机支架的仿真分析
3.1 有限元建模
3.1.1 零件模型导入
3.1.2 模型几何清理
3.1.3 单元网格划分
3.1.4 部件及单元之间的连接
3.1.5 材料及其属性的创建
3.1.6 单元法线以及质心的建立
3.1.7 PLY和 STACK的创建
3.1.8 边界条件与载荷工况的创建
3.2 充电机支架有限元结果分析
3.2.1 颠簸工况
3.2.2 刹车工况
3.2.3 向左急转弯工况
3.2.4 向右急转弯工况
3.2.5 向左急转弯和刹车联合工况
3.2.6 结果汇总
3.3 产品实物
3.4 本章小结
第四章 前地板后本体的仿真分析
4.1 有限元建模
4.1.1 模型的导入与几何清理
4.1.2 单元网格划分
4.1.3 材料及其属性的创建
4.1.4 PLY与 STACK的创建
4.1.5 边界条件以及载荷步的创建
4.2 模拟仿真结果分析
4.2.1 脚踩区工况分析
4.2.2 手刹区工况分析
4.2.3 结果汇总
4.3 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]碳纤维复合材料汽车B柱中部支撑板设计与分析[J]. 陈伟,朱小镇. 汽车实用技术. 2018(15)
[2]碳纤维复合材料翼子板在某车型上的应用[J]. 王雪争,代德才,门立忠,王帅,李飞. 汽车实用技术. 2018(06)
[3]碳纤复合材料汽车蓄电池壳体优化设计[J]. 胡仁祥,周金宇. 机械设计与制造. 2017(12)
[4]汽车轻量化技术发展趋势[J]. 武万斌,年雪山. 汽车工程师. 2017(01)
[5]基于铺层设计特征的碳纤维增强复合材料悬架控制臂结构优化[J]. 杨绍勇,雷飞,陈园. 工程设计学报. 2016(06)
[6]汽车轻量化技术现状及展望[J]. 王明建,夏申琳,潘恒沛. 汽车工艺师. 2016(07)
[7]碳纤维复合材料汽车前地板的研制[J]. 陈刚,涂丽艳,陈明达,刘东,颜春,林新耀,祝颖丹,徐海兵. 玻璃钢/复合材料. 2016(04)
[8]碳纤维复合材料在汽车工业中的应用[J]. 赵艳荣,胡平,梁继才,张文杰. 合成树脂及塑料. 2015(05)
[9]国产碳纤维复合材料电动车研制成功[J]. 钱伯章. 合成纤维. 2014(10)
[10]中科院宁波材料所等单位研制出碳纤维材料汽车[J]. 玻璃钢/复合材料. 2014(05)
硕士论文
[1]电动汽车碳纤维复合材料地板结构轻量化设计[D]. 廖先才.吉林大学 2018
[2]某车型碳纤维发动机盖设计以及研究[D]. 李欣然.吉林大学 2017
[3]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
[4]汽车前地板复合材料RTM工艺及结构模态研究[D]. 郭嘉琳.东华大学 2014
[5]基于有限元的铝合金车轮结构分析[D]. 周禄禹.华东理工大学 2013
[6]轿车白车身结构有限元及其试验分析[D]. 刘焕广.合肥工业大学 2007
[7]复合材料层合板的优化设计方法研究[D]. 姚颖.西北工业大学 2001
本文编号：3026090
【文章来源】：江苏理工学院江苏省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 复合材料在汽车领域中的应用及研究现状
1.3 本文研究内容
第二章 汽车零件结构/材料协同设计
2.1 电动汽车车身结构组成及功能要求
2.1.1 车身结构
2.1.2 功能要求
2.2 结构/材料协同设计方法
2.3 充电机支架结构/材料协同设计
2.3.1 装配关系及设计要求
2.3.2 结构设计
2.3.3 复合材料及铺层结构设计
2.4 前地板后本体结构/材料协同设计
2.4.1 装配关系及设计要求
2.4.2 结构设计
2.4.3 复合材料及铺层结构设计
2.5 本章小结
第三章 充电机支架的仿真分析
3.1 有限元建模
3.1.1 零件模型导入
3.1.2 模型几何清理
3.1.3 单元网格划分
3.1.4 部件及单元之间的连接
3.1.5 材料及其属性的创建
3.1.6 单元法线以及质心的建立
3.1.7 PLY和 STACK的创建
3.1.8 边界条件与载荷工况的创建
3.2 充电机支架有限元结果分析
3.2.1 颠簸工况
3.2.2 刹车工况
3.2.3 向左急转弯工况
3.2.4 向右急转弯工况
3.2.5 向左急转弯和刹车联合工况
3.2.6 结果汇总
3.3 产品实物
3.4 本章小结
第四章 前地板后本体的仿真分析
4.1 有限元建模
4.1.1 模型的导入与几何清理
4.1.2 单元网格划分
4.1.3 材料及其属性的创建
4.1.4 PLY与 STACK的创建
4.1.5 边界条件以及载荷步的创建
4.2 模拟仿真结果分析
4.2.1 脚踩区工况分析
4.2.2 手刹区工况分析
4.2.3 结果汇总
4.3 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]碳纤维复合材料汽车B柱中部支撑板设计与分析[J]. 陈伟,朱小镇. 汽车实用技术. 2018(15)
[2]碳纤维复合材料翼子板在某车型上的应用[J]. 王雪争,代德才,门立忠,王帅,李飞. 汽车实用技术. 2018(06)
[3]碳纤复合材料汽车蓄电池壳体优化设计[J]. 胡仁祥,周金宇. 机械设计与制造. 2017(12)
[4]汽车轻量化技术发展趋势[J]. 武万斌,年雪山. 汽车工程师. 2017(01)
[5]基于铺层设计特征的碳纤维增强复合材料悬架控制臂结构优化[J]. 杨绍勇,雷飞,陈园. 工程设计学报. 2016(06)
[6]汽车轻量化技术现状及展望[J]. 王明建,夏申琳,潘恒沛. 汽车工艺师. 2016(07)
[7]碳纤维复合材料汽车前地板的研制[J]. 陈刚,涂丽艳,陈明达,刘东,颜春,林新耀,祝颖丹,徐海兵. 玻璃钢/复合材料. 2016(04)
[8]碳纤维复合材料在汽车工业中的应用[J]. 赵艳荣,胡平,梁继才,张文杰. 合成树脂及塑料. 2015(05)
[9]国产碳纤维复合材料电动车研制成功[J]. 钱伯章. 合成纤维. 2014(10)
[10]中科院宁波材料所等单位研制出碳纤维材料汽车[J]. 玻璃钢/复合材料. 2014(05)
硕士论文
[1]电动汽车碳纤维复合材料地板结构轻量化设计[D]. 廖先才.吉林大学 2018
[2]某车型碳纤维发动机盖设计以及研究[D]. 李欣然.吉林大学 2017
[3]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
[4]汽车前地板复合材料RTM工艺及结构模态研究[D]. 郭嘉琳.东华大学 2014
[5]基于有限元的铝合金车轮结构分析[D]. 周禄禹.华东理工大学 2013
[6]轿车白车身结构有限元及其试验分析[D]. 刘焕广.合肥工业大学 2007
[7]复合材料层合板的优化设计方法研究[D]. 姚颖.西北工业大学 2001
本文编号：3026090
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/qiche/3026090.html
