某微型纯电动轿车侧面碰撞安全分析研究
发布时间：2022-10-19 08:27
随着纯电动汽车产销量和保有量的飞速攀升,提高纯电动汽车的安全性能也成为了很热门的研究方向。纯电动汽车的安全性主要指的是碰撞安全性,由于汽车乘员舱侧面车身强度相对于其他区域较弱,吸能空间较小,侧面碰撞通常会对乘员造成较大的伤害。因此,深入研究纯电动汽车碰撞安全性中的侧面碰撞安全性就十分具有现实意义。纯电动车相比与传统的燃油车,地板底部平铺了电池,这就导致了纯电动汽车在侧面碰撞的过程中需要考虑更多的因素,例如侧面结构件的侵入对电池模组所造成的影响,包括电池模组的结构安全和电气安全。本文以市场上反响良好的某纯电动汽车为研究对象,使用CATIA三维建模软件建立整车的数字模型,再将数字模型导入Hypermesh中进行有限元模型的建立,有限元模型的建立过程既包括建模的基本流程、还根据相关项目经验提出了相关注意事项和实用性的技巧,例如模型的简化。最后导出K文件,保证在LS-DYNA中能够顺利运算,即可得到侧碰结果。相关结果的数据图标的展示均使用Hyperworks配套软件,可以输出能量曲线、相关部件的变形情况、关键节点的位移、速度、加速度等曲线。最终在满足汽车结构安全性的条件下进行了轻量化设计,并达...
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究的意义
1.2 纯电动汽车的发展现状
1.3 汽车侧碰安全研究现状
1.3.1 国外汽车侧碰仿真分析发展历程
1.3.2 我国汽车侧碰仿真分析发展历程
1.3.3 侧面碰撞法规分析
1.4 论文的研究目的和内容
1.4.1 研究目的
1.4.2 研究内容
第2章 纯电动汽车侧碰安全性和优化算法介绍
2.1 纯电动汽车与普通燃油车的差异
2.2 纯电动汽车侧面碰撞安全的特殊性
2.2.1 纯电动汽车侧面碰撞过程中的电气安全
2.2.2 纯电动汽车车身在侧碰过程中的结构安全性
2.3 纯电动汽车侧面碰撞安全性提升方略
2.3.1 提高蓄电池组安全性方法
2.3.2 侧面碰撞力的传递路径分析
2.4 汽车车身的轻量化
2.4.1 结构优化设计
2.4.2 轻量化材料的应用
2.5 轻量化优化设计方法介绍
2.5.1 试验设计的方法
2.5.2 优化方案的确定
2.5.3 基于变复杂度方法的Kriging近似模型方法
2.6 本章小结
第3章 纯电动汽车侧碰模型的建立
3.1 有限元模型建立流程
3.2 纯电动汽车几何模型前处理
3.3 有限元模型的建立
3.3.1 零件几何清理
3.3.2 划分网格以及优化网格质量
3.3.3 材料属性的定义
3.3.4 整车组装及连接
3.3.5 优化接触碰撞界面搜索方案
3.4 边界条件等的设置
3.4.1 初始条件的设置
3.4.2 求解参数的定义
3.5 本章小结
第4章 纯电动汽车侧面碰撞仿真结果分析
4.1 仿真计算有效性分析
4.1.1 碰撞过程中能量变化情况
4.1.2 附加质量的变化情况
4.2 变形情况简介
4.2.1 整车变形情况
4.2.2 MDB变形情况
4.3 移动壁障在运动方向加速度情况分析
4.4 碰撞过程中关键部件变形吸能情况分析
4.4.1 B柱变形情况分析
4.4.2 车门变形情况分析
4.4.3 门槛梁变形情况分析
4.4.4 地板变形情况分析
4.4.5 电池包的变形情况分析
4.5 本章小结
第5章 基于正交优化设计的侧面结构轻量化
5.1 侧碰模型正交优化设计
5.1.1 模型的正交优化设计
5.1.2 多因素权重优化方法
5.2 整车优化方案的性能验证
5.3 本章小结
总结与展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于C-NCAP整车侧碰安全性能提升的研究[J]. 顿栋梁,孙华祥,张婧,宫帅. 汽车工业研究. 2018(03)
[2]基于侧面碰撞安全性的电动汽车车身结构件轻量化设计[J]. 王骞,刘军,张亚军,谢书港. 汽车技术. 2017(02)
[3]镍钴锰三元材料-磷酸铁锂复合及性能研究[J]. 周智勇,张松通,邱景义,余仲宝,杨裕生. 电源技术. 2016(11)
[4]基于整车侧面碰撞的对标分析[J]. 王圣波,李路才,刘钢,谯万成. 中国工程机械学报. 2015(06)
[5]电动汽车高压电气系统安全性研究[J]. 唐瑜亮. 汽车电器. 2014(05)
[6]汽车轻量化技术的研究与进展[J]. 范子杰,桂良进,苏瑞意. 汽车安全与节能学报. 2014(01)
[7]锂离子电池正极三元材料的研究进展及应用[J]. 蔡少伟. 电源技术. 2013(06)
[8]高密度结构泡沫对汽车前纵梁耐撞性的影响及应用[J]. 吕晓江,刘卫国,颜先华,张海洋,周大永,赵福全. 汽车安全与节能学报. 2013(02)
[9]基于柱壁障的轿车侧面碰撞模拟研究[J]. 周娜娜,邵毅明,余波. 山东交通学院学报. 2010(04)
[10]DYNA-MADYMO耦合计算方法在车辆侧面碰撞模拟分析中的应用[J]. 李山,高卫民,沈建东,沈海东. 上海汽车. 2005(08)
硕士论文
[1]某型轿车正面碰撞结构耐撞性优化设计研究[D]. 李晓勇.合肥工业大学 2017
[2]某微型纯电动轿车正面碰撞安全仿真分析研究[D]. 陶泽.湖南大学 2016
[3]轿车侧面碰撞模型简化及轻量化设计[D]. 王林.重庆大学 2015
[4]某型车侧面碰撞安全性分析与结构优化[D]. 胡振凯.辽宁工业大学 2015
[5]轿车正面碰撞结构安全性仿真及乘员保护分析[D]. 吴丽丽.青岛理工大学 2014
[6]基于LS-DYNA的汽车侧面碰撞仿真研究[D]. 史文艳.武汉理工大学 2014
[7]样条形低压涡轮转子支撑锥盘优化设计[D]. 吕彪.南京航空航天大学 2013
[8]以轻量化为目标的汽车车身优化设计[D]. 黄磊.武汉理工大学 2013
[9]电动汽车碰撞安全性分析[D]. 葛云飞.山东理工大学 2013
[10]汽车侧碰安全与轻量化优化设计[D]. 周利辉.湖南大学 2012
本文编号：3693032
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究的意义
1.2 纯电动汽车的发展现状
1.3 汽车侧碰安全研究现状
1.3.1 国外汽车侧碰仿真分析发展历程
1.3.2 我国汽车侧碰仿真分析发展历程
1.3.3 侧面碰撞法规分析
1.4 论文的研究目的和内容
1.4.1 研究目的
1.4.2 研究内容
第2章 纯电动汽车侧碰安全性和优化算法介绍
2.1 纯电动汽车与普通燃油车的差异
2.2 纯电动汽车侧面碰撞安全的特殊性
2.2.1 纯电动汽车侧面碰撞过程中的电气安全
2.2.2 纯电动汽车车身在侧碰过程中的结构安全性
2.3 纯电动汽车侧面碰撞安全性提升方略
2.3.1 提高蓄电池组安全性方法
2.3.2 侧面碰撞力的传递路径分析
2.4 汽车车身的轻量化
2.4.1 结构优化设计
2.4.2 轻量化材料的应用
2.5 轻量化优化设计方法介绍
2.5.1 试验设计的方法
2.5.2 优化方案的确定
2.5.3 基于变复杂度方法的Kriging近似模型方法
2.6 本章小结
第3章 纯电动汽车侧碰模型的建立
3.1 有限元模型建立流程
3.2 纯电动汽车几何模型前处理
3.3 有限元模型的建立
3.3.1 零件几何清理
3.3.2 划分网格以及优化网格质量
3.3.3 材料属性的定义
3.3.4 整车组装及连接
3.3.5 优化接触碰撞界面搜索方案
3.4 边界条件等的设置
3.4.1 初始条件的设置
3.4.2 求解参数的定义
3.5 本章小结
第4章 纯电动汽车侧面碰撞仿真结果分析
4.1 仿真计算有效性分析
4.1.1 碰撞过程中能量变化情况
4.1.2 附加质量的变化情况
4.2 变形情况简介
4.2.1 整车变形情况
4.2.2 MDB变形情况
4.3 移动壁障在运动方向加速度情况分析
4.4 碰撞过程中关键部件变形吸能情况分析
4.4.1 B柱变形情况分析
4.4.2 车门变形情况分析
4.4.3 门槛梁变形情况分析
4.4.4 地板变形情况分析
4.4.5 电池包的变形情况分析
4.5 本章小结
第5章 基于正交优化设计的侧面结构轻量化
5.1 侧碰模型正交优化设计
5.1.1 模型的正交优化设计
5.1.2 多因素权重优化方法
5.2 整车优化方案的性能验证
5.3 本章小结
总结与展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于C-NCAP整车侧碰安全性能提升的研究[J]. 顿栋梁,孙华祥,张婧,宫帅. 汽车工业研究. 2018(03)
[2]基于侧面碰撞安全性的电动汽车车身结构件轻量化设计[J]. 王骞,刘军,张亚军,谢书港. 汽车技术. 2017(02)
[3]镍钴锰三元材料-磷酸铁锂复合及性能研究[J]. 周智勇,张松通,邱景义,余仲宝,杨裕生. 电源技术. 2016(11)
[4]基于整车侧面碰撞的对标分析[J]. 王圣波,李路才,刘钢,谯万成. 中国工程机械学报. 2015(06)
[5]电动汽车高压电气系统安全性研究[J]. 唐瑜亮. 汽车电器. 2014(05)
[6]汽车轻量化技术的研究与进展[J]. 范子杰,桂良进,苏瑞意. 汽车安全与节能学报. 2014(01)
[7]锂离子电池正极三元材料的研究进展及应用[J]. 蔡少伟. 电源技术. 2013(06)
[8]高密度结构泡沫对汽车前纵梁耐撞性的影响及应用[J]. 吕晓江,刘卫国,颜先华,张海洋,周大永,赵福全. 汽车安全与节能学报. 2013(02)
[9]基于柱壁障的轿车侧面碰撞模拟研究[J]. 周娜娜,邵毅明,余波. 山东交通学院学报. 2010(04)
[10]DYNA-MADYMO耦合计算方法在车辆侧面碰撞模拟分析中的应用[J]. 李山,高卫民,沈建东,沈海东. 上海汽车. 2005(08)
硕士论文
[1]某型轿车正面碰撞结构耐撞性优化设计研究[D]. 李晓勇.合肥工业大学 2017
[2]某微型纯电动轿车正面碰撞安全仿真分析研究[D]. 陶泽.湖南大学 2016
[3]轿车侧面碰撞模型简化及轻量化设计[D]. 王林.重庆大学 2015
[4]某型车侧面碰撞安全性分析与结构优化[D]. 胡振凯.辽宁工业大学 2015
[5]轿车正面碰撞结构安全性仿真及乘员保护分析[D]. 吴丽丽.青岛理工大学 2014
[6]基于LS-DYNA的汽车侧面碰撞仿真研究[D]. 史文艳.武汉理工大学 2014
[7]样条形低压涡轮转子支撑锥盘优化设计[D]. 吕彪.南京航空航天大学 2013
[8]以轻量化为目标的汽车车身优化设计[D]. 黄磊.武汉理工大学 2013
[9]电动汽车碰撞安全性分析[D]. 葛云飞.山东理工大学 2013
[10]汽车侧碰安全与轻量化优化设计[D]. 周利辉.湖南大学 2012
本文编号：3693032
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