电动汽车车身结构正向概念设计及NVH仿真分析
发布时间：2021-10-24 17:56
随着传统燃油车暴露的问题日益突出,电动汽车的研究与推广已引起全世界的高度关注。发展纯电动汽车（PEV）是“中国制造2025”计划的重要组成部分,也是中国汽车制造业向高端突破的重要发展方向。纯电动汽车不仅在动力系统和储能装置上与传统燃油车截然不同,其车身结构形式也存在较大差异,沿用传统燃油车车身结构,无法最好地满足车身轻量化及车身刚度等力学性能要求,因此对电动汽车车身设计应提出新的要求。研究与电动汽车特点相匹配的车身结构优化方法,对改善整车性能具有重要影响。研究基于振动特性的动态刚度链设计方法,对于车身的正向概念设计及舒适性具有重要意义。本文针对车身概念设计阶段,研究了车身正向设计流程,由车身A级面及整车总布置方案建立了车身简化几何模型,确定了22个车身主断面位置,并以主断面属性为设计变量基于梁单元理论与传递矩阵法得到模态坐标系下的车身动态刚度链数学模型,建立了主断面属性与车身固有频率的关系。以车身轻量化为目标函数,车身静刚度与一阶固有频率为约束条件对车身进行优化,采用遗传算法求解,确定优化后的各主断面属性参数。通过对比近似标杆车的静刚度与模态分析结果验证了动态刚度链设计方法的可行性。车...
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
梁单元模型
图 2.5 节点载荷形式节点 k 上作用的外载荷矢量为 ( k)R，其中： ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )( ){ }x k y k z k x k y k z kkR F ，F ，F ， M ，M ，My ( k)F、z ( k)F、x ( k)M、y ( k)M、z ( k)M分别为节点 k 上在 X、Y、Z 三集中力与力矩。平衡条件和位移协调条件可得单元 k 的右端节点状态矢量{S}r(k)与节点状态矢量{S}l(k+1)之间的关系如式（2.2）所示。 1( ) [ ]kl k r kS F S [F](k)为单元 k 的载荷矩阵，其中：( )( )( )( )1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0x ky kz kx kFFFM
图 2.6 空间连续梁单元结构简图根据上述方法，递推空间连续梁结构最右端节点状态矢量{S}r(n)与最左端节点状态矢量 Sl(1)的关系，如方程组（2.4）所示。 111 111 222 222 111 11r n nl nl n nr nr n nl nl n nr nr ll rr lS T SS F SS T SS F SS T SS F SS T S (2.4)将方程组（2.4）从下往上迭代，可确定最右端节点状态矢量{S}r(n)和最左端
【参考文献】：
期刊论文
[1]车身动态刚度链建模及正向概念设计研究[J]. 胡裕菲,刘子建,钟浩龙,秦欢. 中国机械工程. 2018(09)
[2]基于刚度链的纯电动汽车车身主断面优化设计[J]. 刘保公,刘子建,周小龙,刘瑜. 中南大学学报(自然科学版). 2017(04)
[3]基于主断面参数的车身结构刚度链快速求解[J]. 刘子建,饶俊威,刘瑜,秦欢. 湖南大学学报(自然科学版). 2017(02)
[4]电动汽车车身的回传射线矩阵刚度链分析方法[J]. 陈毅强,刘子建. 中国机械工程. 2016(23)
[5]动刚度分析在车身NVH性能方面的研究与应用[J]. 王宇,潘鹏,辛丕海. 农业装备与车辆工程. 2016(04)
[6]基于正向开发流程的车身轻量化设计[J]. 王磊,刘莹,乔鑫. 汽车工程学报. 2015(06)
[7]基于主断面刚度优化分配的车身正向概念设计[J]. 刘子建,周小龙,田海豹,吕程. 中国机械工程. 2015(06)
[8]基于动刚度和模态应变能的某车NVH性能改善研究[J]. 周权,包伟,徐艳平,史建鹏. 汽车科技. 2013(06)
[9]基于模态分析的某客车车身NVH性能优化[J]. 陈龑,林建平,胡小舟,王军梅,胡巧声. 现代制造工程. 2013(06)
[10]基于多体系统传递矩阵法和遗传算法的一种物理参数识别方法[J]. 马蕾,芮筱亭,杨富锋,Laith K Abbas,文兵. 振动工程学报. 2011(06)
硕士论文
[1]碳纤维复合材料纯电动汽车车身结构优化设计[D]. 刘保公.湖南大学 2016
[2]基于主断面参数的车身结构刚度链快速求解[D]. 饶俊威.湖南大学 2015
[3]汽车车身NVH特性分析与结构优化设计[D]. 惠飞.重庆大学 2015
[4]概念设计阶段基于简化力学模型的车身性能分析与优化[D]. 阳均.湖南大学 2014
[5]基于刚度链方法的车身概念设计研究[D]. 田海豹.湖南大学 2013
本文编号：3455719
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
梁单元模型
图 2.5 节点载荷形式节点 k 上作用的外载荷矢量为 ( k)R，其中： ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )( ){ }x k y k z k x k y k z kkR F ，F ，F ， M ，M ，My ( k)F、z ( k)F、x ( k)M、y ( k)M、z ( k)M分别为节点 k 上在 X、Y、Z 三集中力与力矩。平衡条件和位移协调条件可得单元 k 的右端节点状态矢量{S}r(k)与节点状态矢量{S}l(k+1)之间的关系如式（2.2）所示。 1( ) [ ]kl k r kS F S [F](k)为单元 k 的载荷矩阵，其中：( )( )( )( )1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0x ky kz kx kFFFM
图 2.6 空间连续梁单元结构简图根据上述方法，递推空间连续梁结构最右端节点状态矢量{S}r(n)与最左端节点状态矢量 Sl(1)的关系，如方程组（2.4）所示。 111 111 222 222 111 11r n nl nl n nr nr n nl nl n nr nr ll rr lS T SS F SS T SS F SS T SS F SS T S (2.4)将方程组（2.4）从下往上迭代，可确定最右端节点状态矢量{S}r(n)和最左端
【参考文献】：
期刊论文
[1]车身动态刚度链建模及正向概念设计研究[J]. 胡裕菲,刘子建,钟浩龙,秦欢. 中国机械工程. 2018(09)
[2]基于刚度链的纯电动汽车车身主断面优化设计[J]. 刘保公,刘子建,周小龙,刘瑜. 中南大学学报(自然科学版). 2017(04)
[3]基于主断面参数的车身结构刚度链快速求解[J]. 刘子建,饶俊威,刘瑜,秦欢. 湖南大学学报(自然科学版). 2017(02)
[4]电动汽车车身的回传射线矩阵刚度链分析方法[J]. 陈毅强,刘子建. 中国机械工程. 2016(23)
[5]动刚度分析在车身NVH性能方面的研究与应用[J]. 王宇,潘鹏,辛丕海. 农业装备与车辆工程. 2016(04)
[6]基于正向开发流程的车身轻量化设计[J]. 王磊,刘莹,乔鑫. 汽车工程学报. 2015(06)
[7]基于主断面刚度优化分配的车身正向概念设计[J]. 刘子建,周小龙,田海豹,吕程. 中国机械工程. 2015(06)
[8]基于动刚度和模态应变能的某车NVH性能改善研究[J]. 周权,包伟,徐艳平,史建鹏. 汽车科技. 2013(06)
[9]基于模态分析的某客车车身NVH性能优化[J]. 陈龑,林建平,胡小舟,王军梅,胡巧声. 现代制造工程. 2013(06)
[10]基于多体系统传递矩阵法和遗传算法的一种物理参数识别方法[J]. 马蕾,芮筱亭,杨富锋,Laith K Abbas,文兵. 振动工程学报. 2011(06)
硕士论文
[1]碳纤维复合材料纯电动汽车车身结构优化设计[D]. 刘保公.湖南大学 2016
[2]基于主断面参数的车身结构刚度链快速求解[D]. 饶俊威.湖南大学 2015
[3]汽车车身NVH特性分析与结构优化设计[D]. 惠飞.重庆大学 2015
[4]概念设计阶段基于简化力学模型的车身性能分析与优化[D]. 阳均.湖南大学 2014
[5]基于刚度链方法的车身概念设计研究[D]. 田海豹.湖南大学 2013
本文编号：3455719
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