某纯电动公交车新型座椅支架结构优化设计及成形试验研究

发布时间：2022-08-08 19:25

　　纯电动公交车凭借无污染、低噪声、乘坐舒适等诸多优点,在人们日常出行中已逐渐成为一种主流的交通工具。但由于所需配备的电池比能量低、质量较大,造成公交车整车较重且续航时间短。同时,目前在其零部件研发及制造过程中缺乏较为系统的理论依据。因此,为降低能耗、提升续航能力、减少生产成本、制定流程化研发方案,有必要对纯电动公交车进行轻量化研究。公交车座椅是车辆内部的重要组成部件,且数量较多,而座椅支架是座椅质量的主要来源,同时决定着座椅的承载能力,其结构性能的优劣直接影响到乘客乘坐公交车时的安全性和舒适性。在传统的座椅支架结构中往往存在着较多的过设计,造成结构笨重,无法满足轻量化的设计理念。因此,本文结合采用轻质材料与优化结构设计两种轻量化手段,基于热冲压超高强度钢的性能优势,提出了一种新型公交车座椅支架;首先,对所提出新型座椅支架的静动态特性进行了有限元分析,主要包括结构的静力学分析、模态分析及谐响应分析,并基于分析结果进行了结构优化;此外,对经过结构优化后的座椅支架进行了基于准静态法的危险工况疲劳分析和基于频域法的随机振动疲劳分析;最后,进行了新型座椅支架的热冲压成形试验及刚度校核试验验证,使结... 

【文章页数】：101 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 研究现状
        1.2.1 纯电动公交车研究现状
        1.2.2 汽车轻量化研究现状
        1.2.3 热冲压成形技术研究现状
    1.3 汽车轻量化的主要途径
        1.3.1 基于轻质材料的轻量化方法
        1.3.2 基于优化设计的轻量化方法
        1.3.3 基于先进工艺的轻量化方法
    1.4 本文研究意义及内容
        1.4.1 研究意义
        1.4.2 研究内容
第2章 座椅支架结构设计与有限元建模
    2.1 引言
    2.2 座椅支架结构设计
        2.2.1 结构三维建模
        2.2.2 几何模型简化
    2.3 有限元建模
        2.3.1 Abaqus概述
        2.3.2 几何模型
        2.3.3 材料模型
        2.3.4 接触模型
        2.3.5 单元类型与网格划分
    2.4 有限元分析任务
        2.4.1 静力学分析
        2.4.2 模态分析
        2.4.3 谐响应分析
        2.4.4 拓扑优化
    2.5 本章小结
第3章 座椅支架静动态特性分析与结构优化
    3.1 引言
    3.2 初始座椅支架静力学分析
        3.2.1 静力学分析理论
        3.2.2 强度理论
        3.2.3 评定标准
        3.2.4 载荷与边界条件
        3.2.5 计算结果与分析
    3.3 座椅支架拓扑优化
        3.3.1 拓扑优化理论
        3.3.2 前处理
        3.3.3 优化结果分析
    3.4 拓扑优化后静力学分析
    3.5 拓扑优化后模态分析
        3.5.1 模态分析理论
        3.5.2 前处理
        3.5.3 计算结果与分析
    3.6 拓扑优化后谐响应分析
        3.6.1 谐响应分析理论
        3.6.2 前处理
        3.6.3 计算结果与分析
    3.7 座椅支架刚度优化
        3.7.1 刚度优化方案
        3.7.2 刚度优化后静力学分析
        3.7.3 刚度优化后模态分析
    3.8 本章小结
第4章 座椅支架疲劳分析
    4.1 引言
    4.2 疲劳分析理论
        4.2.1 疲劳累积损伤理论
        4.2.2 功率谱密度
        4.2.3 随机振动疲劳分析方法
    4.3 Fe-safe概述
    4.4 基于准静态法的危险工况疲劳分析
        4.4.1 前处理
        4.4.2 计算结果与分析
    4.5 基于频域法的随机振动疲劳分析
        4.5.1 前处理
        4.5.2 计算结果与分析
    4.6 本章小结
第5章 座椅支架热冲压成形及刚度校核试验
    5.1 引言
    5.2 热冲压成形试验
        5.2.1 试验设备
        5.2.2 热冲压模具结构与工艺过程
        5.2.3 成形件微观组织与力学性能
    5.3 静态刚度校核试验
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
研究生阶段科研成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]电动汽车轻质复合材料电池架设计与研究[J]. 郭迎福,谭华江,张勇,蔡志华.  电源技术. 2018(12)
[2]西安市纯电动公交车发展现状分析及建议[J]. 高娟.  汽车实用技术. 2018(23)
[3]考虑可靠性的某型汽车前碰结构轻量化研究[J]. 姜平,李晓勇,谷先广.  合肥工业大学学报(自然科学版). 2018(11)
[4]加热速率对镀锌热成形钢镀层组织的影响[J]. 李学涛,张杰,江社明,张启富,徐德超,滕华湘.  钢铁. 2018(11)
[5]基于抗撞性的汽车B柱碳纤维加强板优化设计[J]. 张君媛,姜哲,李仲玉,赵紫剑.  汽车工程. 2018(10)
[6]基于多尺度联合仿真的注塑制品轻量化设计[J]. 张玉丽,邱炜,傅南红,杨华光,谢鹏程.  中国塑料. 2018(09)
[7]汽车用高强钢的热成形-淬火碳分配工艺与组织性能[J]. 王乐让,李丹参,罗怀晓.  金属热处理. 2018(09)
[8]汽车后纵梁轻量化设计方法研究[J]. 杨志强,麻桂艳.  汽车实用技术. 2018(08)
[9]车身轻量化实现的思路及途径[J]. 慕温周,杨人杰,朱珍厚,张剑,罗艳路,吕顺.  重型汽车. 2017(05)
[10]激光拼焊板与连续变截面辊轧板成形性能及应用的对比研究[J]. 吴颖.  四川文理学院学报. 2017(05)

博士论文
[1]超高强度硼钢板热冲压成形数值模拟及试验研究[D]. 吕萌萌.吉林大学 2016
[2]世界原油贸易空间格局演进与中国原油进口空间格局优化策略[D]. 程淑佳.东北师范大学 2011

硕士论文
[1]西安市纯电动公交客车运营测试分析研究[D]. 彭飞.长安大学 2018
[2]基于ABAQUS/FE-SAFE的动力总成橡胶悬置的疲劳性能研究[D]. 王德亮.湖南大学 2017
[3]汽车零部件结构性能分析及关键部件轻量化设计[D]. 黄颖.重庆理工大学 2017
[4]交通路锥收放箱机构设计与动态特性研究[D]. 叶亚昌.南京理工大学 2015
[5]高速列车设备舱支架损伤分析[D]. 张泽锦.北京交通大学 2014
[6]基于应力功率谱的结构振动疲劳寿命预测方法研究[D]. 袁毅.湖南大学 2014
[7]车载设备随机振动疲劳寿命研究[D]. 顾晓华.南京航空航天大学 2013
[8]基于虚拟激励的车体结构随机疲劳问题研究[D]. 赵银庆.大连理工大学 2010
[9]基于ANSYS/FE-SAFE的强夯机臂架疲劳寿命分析[D]. 杨庆乐.大连理工大学 2009



本文编号：3672087