纯电动汽车变速箱壳体CAE分析及拓扑优化
发布时间：2022-01-02 16:55
随着能源问题的日益突出,节能减排在汽车行业中越来越受到重视,因此纯电动汽车得到了快速发展。众所周知,汽车变速箱是汽车传动系统的核心装置,而壳体性能优劣对变速箱正常工作起着重要作用,因此壳体性能与整车性能有直接关系,应保证其满足使用要求。另外,拓扑优化作为汽车轻量化的重要手段也是节能减排的有效方法。本文根据某企业变速箱开发需求,以一款搭配在纯电动汽车上的新型两挡变速箱为研究对象,从结构设计、仿真分析、试验验证和优化改进四个方面对变速箱壳体进行研究,在壳体一挡及倒挡工况下刚度和前两阶固有频率提高的前提下实现轻量化的目的,从而满足使用要求。主要研究内容如下:1.详细介绍了纯电动汽车变速箱壳体的研究背景及意义,然后阐述了纯电动汽车变速箱研究现状,接着介绍了壳体有限元分析及拓扑优化研究现状。2.详细介绍了变速箱壳体结构设计过程,利用CATIA和HyperMesh分别建立壳体几何模型与有限元模型。基于此,利用ABAQUS对壳体一挡及倒挡工况进行静力学仿真分析。分析结果表明,在两种工况下该壳体满足刚强度要求,并且有优化设计空间。采用仿真分析与试验相结合的方法,分别利用ABAQUS和LMS.Test....
【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】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电机外特性曲线
吉林大学硕士学位论文。GKN 公司研制出的 eAxle 两挡自动变速箱 i8 汽车上，使其加速能力和续航里程均得到提出了与小型电动汽车相匹配的两挡变速箱，可以明显增加续航里程。德国达姆施塔特技术究了装配两挡变速箱的传动系统，通过台架试固定速比的单挡减速器更有优势，为未来的电
.分析计算壳体在一挡和倒挡两种危险工况下所受载荷。通过 ABA险工况下壳体的刚强度进行仿真计算，判断壳体是否满足使用要求.分析变速箱壳体的动态特性。通过 ABAQUS 提取壳体在自由模态前六阶弹性模态的模态振型与固有频率。.通过锤击法对变速箱壳体进行自由与约束模态试验，利用 LMS.T取了壳体在自由和约束两种状态下前六阶弹性模态的振型和固有频结果与仿真结果进行对比，以判断有限元模型的准确性。.基于静、动力学仿真分析结果，提出壳体优化方向。选取设计域中度作为设计变量，约束优化体积比，以静态柔度和动态固有频率构作为优化目标，通过 Optistruct 对壳体进行多目标拓扑优化。根据对壳体进行结构改进，最后通过对改进后的壳体进行静、动力学仿真化后壳体的性能得到提高。文总体路线如下图 1.3 所示：
【参考文献】：
期刊论文
[1]电动车2AT变速箱壳体拓扑优化与改进设计[J]. 毛建中,黄旭. 机械强度. 2018(05)
[2]装载机变速箱体轻量化设计[J]. 吴慧,覃频频,杨春兰,陈垂策. 煤矿机械. 2015(09)
[3]纯电动汽车两挡变速器壳体强度分析与改进[J]. 周云山,吴云兵,傅兵. 计算机仿真. 2015(01)
[4]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)
[5]变速器壳体有限元分析中网格最优划分方法的研究[J]. 褚超美,杜玉昊,张斌,刘延波. 汽车工程. 2014(07)
[6]汽车变速器箱体结构强度分析与优化设计[J]. 闵海涛,高娟,马天飞. 中国机械工程. 2012(20)
[7]汽车变速箱壳体结构拓扑优化设计[J]. 朱剑峰,林逸,陈潇凯,施国标. 吉林大学学报(工学版). 2013(03)
[8]多工况变速器箱体静动态联合拓扑优化[J]. 刘辉,项昌乐,张喜清. 汽车工程. 2012(02)
[9]传动箱体轴承孔载荷加载方式研究[J]. 吕建丽,姚寿文. 车辆与动力技术. 2011(03)
[10]电动汽车两挡变速器箱体有限元分析[J]. 施一敏,吴光强,何东伟,王国华. 机电一体化. 2011 (04)
硕士论文
[1]纯电动汽车变速箱换挡机构的设计与性能分析[D]. 包凯.吉林大学 2017
[2]汽车变速器箱体有限元分析与拓扑优化设计[D]. 蔡春杰.江苏大学 2017
[3]某轻型卡车变速器壳体的开发[D]. 陈桂银.南京理工大学 2016
[4]电动汽车用两挡AMT换挡过程研究及仿真分析[D]. 王建文.重庆大学 2016
[5]纯电动汽车两挡变速器换挡最优控制[D]. 梁琼.吉林大学 2015
[6]电动汽车两档自动变速器设计与仿真分析[D]. 尹鹏飞.哈尔滨工业大学 2015
[7]纯电动汽车两挡自动变速器箱体动态特性研究[D]. 金红光.湖南大学 2015
[8]某型汽车变速器壳体的强度与刚度分析[D]. 马铁.东北大学 2015
[9]六档手动变速器总体传动方案及壳体优化设计[D]. 张书光.湖南大学 2014
[10]电动公交车变速器壳体的强度分析与拓扑优化设计[D]. 黄勇.广东工业大学 2014
本文编号：3564542
【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】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电机外特性曲线
吉林大学硕士学位论文。GKN 公司研制出的 eAxle 两挡自动变速箱 i8 汽车上，使其加速能力和续航里程均得到提出了与小型电动汽车相匹配的两挡变速箱，可以明显增加续航里程。德国达姆施塔特技术究了装配两挡变速箱的传动系统，通过台架试固定速比的单挡减速器更有优势，为未来的电
.分析计算壳体在一挡和倒挡两种危险工况下所受载荷。通过 ABA险工况下壳体的刚强度进行仿真计算，判断壳体是否满足使用要求.分析变速箱壳体的动态特性。通过 ABAQUS 提取壳体在自由模态前六阶弹性模态的模态振型与固有频率。.通过锤击法对变速箱壳体进行自由与约束模态试验，利用 LMS.T取了壳体在自由和约束两种状态下前六阶弹性模态的振型和固有频结果与仿真结果进行对比，以判断有限元模型的准确性。.基于静、动力学仿真分析结果，提出壳体优化方向。选取设计域中度作为设计变量，约束优化体积比，以静态柔度和动态固有频率构作为优化目标，通过 Optistruct 对壳体进行多目标拓扑优化。根据对壳体进行结构改进，最后通过对改进后的壳体进行静、动力学仿真化后壳体的性能得到提高。文总体路线如下图 1.3 所示：
【参考文献】：
期刊论文
[1]电动车2AT变速箱壳体拓扑优化与改进设计[J]. 毛建中,黄旭. 机械强度. 2018(05)
[2]装载机变速箱体轻量化设计[J]. 吴慧,覃频频,杨春兰,陈垂策. 煤矿机械. 2015(09)
[3]纯电动汽车两挡变速器壳体强度分析与改进[J]. 周云山,吴云兵,傅兵. 计算机仿真. 2015(01)
[4]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)
[5]变速器壳体有限元分析中网格最优划分方法的研究[J]. 褚超美,杜玉昊,张斌,刘延波. 汽车工程. 2014(07)
[6]汽车变速器箱体结构强度分析与优化设计[J]. 闵海涛,高娟,马天飞. 中国机械工程. 2012(20)
[7]汽车变速箱壳体结构拓扑优化设计[J]. 朱剑峰,林逸,陈潇凯,施国标. 吉林大学学报(工学版). 2013(03)
[8]多工况变速器箱体静动态联合拓扑优化[J]. 刘辉,项昌乐,张喜清. 汽车工程. 2012(02)
[9]传动箱体轴承孔载荷加载方式研究[J]. 吕建丽,姚寿文. 车辆与动力技术. 2011(03)
[10]电动汽车两挡变速器箱体有限元分析[J]. 施一敏,吴光强,何东伟,王国华. 机电一体化. 2011 (04)
硕士论文
[1]纯电动汽车变速箱换挡机构的设计与性能分析[D]. 包凯.吉林大学 2017
[2]汽车变速器箱体有限元分析与拓扑优化设计[D]. 蔡春杰.江苏大学 2017
[3]某轻型卡车变速器壳体的开发[D]. 陈桂银.南京理工大学 2016
[4]电动汽车用两挡AMT换挡过程研究及仿真分析[D]. 王建文.重庆大学 2016
[5]纯电动汽车两挡变速器换挡最优控制[D]. 梁琼.吉林大学 2015
[6]电动汽车两档自动变速器设计与仿真分析[D]. 尹鹏飞.哈尔滨工业大学 2015
[7]纯电动汽车两挡自动变速器箱体动态特性研究[D]. 金红光.湖南大学 2015
[8]某型汽车变速器壳体的强度与刚度分析[D]. 马铁.东北大学 2015
[9]六档手动变速器总体传动方案及壳体优化设计[D]. 张书光.湖南大学 2014
[10]电动公交车变速器壳体的强度分析与拓扑优化设计[D]. 黄勇.广东工业大学 2014
本文编号：3564542
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