电动汽车拖曳臂的轻量化设计与研究
发布时间：2021-10-20 23:55
本文以电动汽车拖曳臂这一零部件作为研究对象,讨论其轻量化的可行性。在保证使用条件的前提下,根据合作公司提出的要求,对其进行结构优化设计提出了5种不同的方案。通过对不同方案间进行计算机有限元力学分析和质量分析,确定了拖曳臂这一汽车零件的最优结构,其CAE分析下受到最大应力最小值为82.8MPa,质量为1.35kg。基于最优结构的基础上采用压铸成形的工艺对其进行试生产,为探究其成形工艺的可行性设计了3种不同的浇注系统,利用数值模拟软件Anycasting选出了锥形多流道的最优浇注系统方案,并且模拟了拖曳臂零件压铸工艺的成形过程,确定了其最优的工艺参数,即浇注温度为680℃,压射速度为30cm/s,模具温度为220℃。通过对拖曳臂零件的试生产,试制出了表面质量优良、内部缺陷较少的拖曳臂零件,利用先进的工业CT扫描技术和显微组织分析技术相结合,发现拖曳臂的内部缺陷很少,经过力学性能检测,拖曳臂的屈服强度在180MPa左右,符合设计要求,能够满足合作公司的要求。拖曳臂作为一种大型的结构件,本文通过理论分析和实践生产借助于计算机CAE分析方法对汽车拖曳臂零件进行了轻量化设计,具有重要意义,为汽车大...
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
原拖曳臂零件的三维模型图
图 2.3 拖曳臂不同的结构设计方案虑到拖曳臂零件的受载相对较为简单，故使用基于传统经验的结构设法，主要对拖曳臂零件进行一个尺寸和形状的优化，校核原则是基于 C分析基础，根据其使用要求，使得零件在不同工况下所受的总最大应零件材料本身屈服强度的 1/2，即 21max 。本试验采用 UG NX1曳臂的不同结构，基于原方案的基础上分别从壁厚、加强筋和圆弧过方面对拖曳臂的结构进行优化设计，如表 2.1 中，方案 1、2、3 的肋板mm，而方案 4 的肋板厚是 5mm,5 的是 7mm 且其肋板是中空的；方案加强筋高度是 5mm 而方案 2 的是 3mm,方案 5 则没有加强筋;方案 1、是中间衬套圈过渡形式，4、5 则采用的是通过圆弧相切连接的过渡形式的加强筋形式均不相同，1 采用的是波浪纹的加强筋形式，4 是非均匀相同厚度的竖直加强筋，2、3 则是在 4 的基础上修改增加了双交叉的但是 2、3 加强筋高度和中间衬套圈处的倒角是不一样的，方案 2 的加是 3mm，方案 3 是 5mm,中间衬套圈处在长端处的倒角，方案 2 是 15 度
13①.加速度 1g；②.制动 1g；③.下跳 3.5g；④左转向 1g；⑤.右转向 1g；⑥.上跳 2.5g图 2.4 拖曳臂五种方案不同工况下最大应力分布云图通过图 2.4（1）方案一的应力云图可以看出方案一在不同工况下受到的最大应力的最大值是在下跳 3.5g 时出现的 180.9MPa，而最小值为 106.7MPa，其六种工况下的最大应力值都出现在中间衬套圈处长端圆角过渡处。在（2）方案二的应力场云图中，可以明显处看出因为加强筋数量的增多和形式结构的改变其受到的最大应力的最大值和最小值分别为 161.9MPa 和
【参考文献】：
期刊论文
[1]热冲压和液压成形技术在宝钢汽车轻量化服务中的应用及发展趋势[J]. 夏益新,王娜,陈新平,徐伟力. 精密成形工程. 2017(06)
[2]汽车铝合金摆臂锻造工艺仿真分析[J]. 周俊,时培成,李云召. 新乡学院学报. 2017(09)
[3]汽车双积分计划2018年实施[J]. 苏汉. 中国汽配市场. 2017(03)
[4]基于SUV平台的MPV车型悬架系统匹配[J]. 张磊,杨兴龙,刘伟东,许可,王跃辉. 汽车技术. 2017(03)
[5]机壳压铸模的结构分析与3D设计[J]. 周辰生,梁士红. 内江科技. 2016(09)
[6]新能源汽车发展态势及其轻量化[J]. 程一卿,莫凡,彭亚南. 科技创新导报. 2016(12)
[7]新能源汽车轻量化的关键技术[J]. 肖勇,丁玉梅,秦柳,程祥,虞华春,杨卫民. 塑料. 2016(02)
[8]基于可靠性的电动汽车车身骨架设计分析[J]. 绳锴,杨坤,吴静,陈瑞雪,郝琪. 湖北汽车工业学院学报. 2015(03)
[9]拖曳臂式独立悬架的运动学仿真分析与优化[J]. 李聪聪,严天一,王卫东,赵孟阳,于灏. 青岛大学学报(工程技术版). 2015(03)
[10]乘用车悬架系统铝合金应用现状[J]. 史东杰,刘伟波,王连波,刘浩,刘攀. 轻合金加工技术. 2015(06)
博士论文
[1]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
[2]铸件凝固过程微观组织及缩孔缩松形成的数值模拟研究[D]. 李文珍.清华大学 1995
硕士论文
[1]7A09重力倾转铸造制备工艺及装置优化的数值模拟研究[D]. 张晓开.南昌大学 2017
[2]电动汽车用内置式永磁同步电动机的弱磁控制[D]. 于英超.青岛科技大学 2017
[3]面向轻量化的白车身优化设计与验证[D]. 熊辉.大连理工大学 2016
[4]铝合金压铸制品缩孔缺陷影响因素分析及控制[D]. 朱洪军.大连理工大学 2016
[5]某解放牌自卸车底盘轻量化设计[D]. 王平.青岛理工大学 2016
[6]A356铝合金流变挤压铸造工艺及数值模拟研究[D]. 胡传林.南昌大学 2016
[7]缸盖用复合铸铁的制备工艺与组织性能研究[D]. 张延京.西安工业大学 2016
[8]汽车从动螺旋伞齿轮坯铸辗复合工艺的数值模拟研究[D]. 朱京.吉林大学 2016
[9]稀土Sc对A356合金微观组织和力学性能的影响[D]. 黄吉.合肥工业大学 2016
[10]有色金属类汽车零部件冷处理工艺方法的研究[D]. 陈晴.天津大学 2016
本文编号：3447836
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
原拖曳臂零件的三维模型图
图 2.3 拖曳臂不同的结构设计方案虑到拖曳臂零件的受载相对较为简单，故使用基于传统经验的结构设法，主要对拖曳臂零件进行一个尺寸和形状的优化，校核原则是基于 C分析基础，根据其使用要求，使得零件在不同工况下所受的总最大应零件材料本身屈服强度的 1/2，即 21max 。本试验采用 UG NX1曳臂的不同结构，基于原方案的基础上分别从壁厚、加强筋和圆弧过方面对拖曳臂的结构进行优化设计，如表 2.1 中，方案 1、2、3 的肋板mm，而方案 4 的肋板厚是 5mm,5 的是 7mm 且其肋板是中空的；方案加强筋高度是 5mm 而方案 2 的是 3mm,方案 5 则没有加强筋;方案 1、是中间衬套圈过渡形式，4、5 则采用的是通过圆弧相切连接的过渡形式的加强筋形式均不相同，1 采用的是波浪纹的加强筋形式，4 是非均匀相同厚度的竖直加强筋，2、3 则是在 4 的基础上修改增加了双交叉的但是 2、3 加强筋高度和中间衬套圈处的倒角是不一样的，方案 2 的加是 3mm，方案 3 是 5mm,中间衬套圈处在长端处的倒角，方案 2 是 15 度
13①.加速度 1g；②.制动 1g；③.下跳 3.5g；④左转向 1g；⑤.右转向 1g；⑥.上跳 2.5g图 2.4 拖曳臂五种方案不同工况下最大应力分布云图通过图 2.4（1）方案一的应力云图可以看出方案一在不同工况下受到的最大应力的最大值是在下跳 3.5g 时出现的 180.9MPa，而最小值为 106.7MPa，其六种工况下的最大应力值都出现在中间衬套圈处长端圆角过渡处。在（2）方案二的应力场云图中，可以明显处看出因为加强筋数量的增多和形式结构的改变其受到的最大应力的最大值和最小值分别为 161.9MPa 和
【参考文献】：
期刊论文
[1]热冲压和液压成形技术在宝钢汽车轻量化服务中的应用及发展趋势[J]. 夏益新,王娜,陈新平,徐伟力. 精密成形工程. 2017(06)
[2]汽车铝合金摆臂锻造工艺仿真分析[J]. 周俊,时培成,李云召. 新乡学院学报. 2017(09)
[3]汽车双积分计划2018年实施[J]. 苏汉. 中国汽配市场. 2017(03)
[4]基于SUV平台的MPV车型悬架系统匹配[J]. 张磊,杨兴龙,刘伟东,许可,王跃辉. 汽车技术. 2017(03)
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[6]新能源汽车发展态势及其轻量化[J]. 程一卿,莫凡,彭亚南. 科技创新导报. 2016(12)
[7]新能源汽车轻量化的关键技术[J]. 肖勇,丁玉梅,秦柳,程祥,虞华春,杨卫民. 塑料. 2016(02)
[8]基于可靠性的电动汽车车身骨架设计分析[J]. 绳锴,杨坤,吴静,陈瑞雪,郝琪. 湖北汽车工业学院学报. 2015(03)
[9]拖曳臂式独立悬架的运动学仿真分析与优化[J]. 李聪聪,严天一,王卫东,赵孟阳,于灏. 青岛大学学报(工程技术版). 2015(03)
[10]乘用车悬架系统铝合金应用现状[J]. 史东杰,刘伟波,王连波,刘浩,刘攀. 轻合金加工技术. 2015(06)
博士论文
[1]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
[2]铸件凝固过程微观组织及缩孔缩松形成的数值模拟研究[D]. 李文珍.清华大学 1995
硕士论文
[1]7A09重力倾转铸造制备工艺及装置优化的数值模拟研究[D]. 张晓开.南昌大学 2017
[2]电动汽车用内置式永磁同步电动机的弱磁控制[D]. 于英超.青岛科技大学 2017
[3]面向轻量化的白车身优化设计与验证[D]. 熊辉.大连理工大学 2016
[4]铝合金压铸制品缩孔缺陷影响因素分析及控制[D]. 朱洪军.大连理工大学 2016
[5]某解放牌自卸车底盘轻量化设计[D]. 王平.青岛理工大学 2016
[6]A356铝合金流变挤压铸造工艺及数值模拟研究[D]. 胡传林.南昌大学 2016
[7]缸盖用复合铸铁的制备工艺与组织性能研究[D]. 张延京.西安工业大学 2016
[8]汽车从动螺旋伞齿轮坯铸辗复合工艺的数值模拟研究[D]. 朱京.吉林大学 2016
[9]稀土Sc对A356合金微观组织和力学性能的影响[D]. 黄吉.合肥工业大学 2016
[10]有色金属类汽车零部件冷处理工艺方法的研究[D]. 陈晴.天津大学 2016
本文编号：3447836
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