某小型电动汽车白车身轻量化设计

发布时间：2023-01-04 18:53

　　在当前的汽车行业,汽车发展的趋势是轻量化、电气化和智能网联化。其中对汽车进行轻量化设计,不仅能改善汽车的操控性和动力性等车辆性能,还能降低能源消耗,减少对环境的污染。另一方面,为了顺应电气化的发展趋势,对电动汽车来说,质量更轻的汽车也意味着更高的续驶里程。而白车身是整车的重要组成部分,所以对电动汽车的白车身进行轻量化设计就显得更加重要。目前对汽车白车身进行轻量化设计主要有三种成熟的方式:结构优化设计,应用新型轻量化材料和运用先进的成型工艺。基于此,本文以一款小型电动汽车的白车身为研究对象,运用车身灵敏度分析的方法,对该白车身结构进行了钣金件厚度的尺寸优化设计,并结合应用轻量化材料铝合金的方法来改善车身的结构性能,提升轻量化效果。本文运用Hypermesh软件,基于原有的电动汽车白车身的几何模型建立了其有限元分析模型,再运用有限元的方法分析了该白车身的刚度和自由模态性能;对比分析结果和分析白车身的各个工况的变形趋势,验证了白车身有限元模型的准确性。考虑到本款车型的动力电池质量占比较大,所以继续建立了动力电池组的有限元模型,分析电池对白车身刚度和模态性能的影响,并将该分析结果作为后续优化设... 

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 课题的研究背景及意义
    1.2 汽车轻量化设计研究现状
        1.2.1 国外汽车轻量化研究现状
        1.2.2 国内汽车轻量化研究现状
    1.3 本文的主要研究内容
2 轻量化设计的理论与方法
    2.1 有限元分析技术介绍
        2.1.1 有限元分析方法的意义
        2.1.2 有限元法的基本理论
    2.2 轻量化设计方法
        2.2.1 结构优化设计
        2.2.2 应用轻量化材料的车身轻量化设计
        2.2.3 运用先进成型工艺的车身轻量化设计
    2.3 本章小结
3 电动汽车白车身建模及其基本性能分析
    3.1 电动汽车白车身有限元模型
        3.1.1 单元类型、尺寸及质量检查标准
        3.1.2 结构简化及网格划分与修复
    3.2 电动汽车白车身刚度分析
        3.2.1 弯曲刚度
        3.2.2 扭转刚度
    3.3 电动汽车白车身模态分析
        3.3.1 白车身模态
        3.3.2 分析评价
        3.3.3 计算结果分析
    3.4 含动力电池的白车身基本性能分析
    3.5 本章小结
4 电动汽车白车身灵敏度分析
    4.1 概述
    4.2 灵敏度的概念和数学方法
        4.2.1 灵敏度
        4.2.2 灵敏度的数学表示方法
    4.3 白车身关键零部件灵敏度分析
        4.3.1 优化设计变量初选
        4.3.2 灵敏度计算结果分析
    4.4 制定轻量化设计方案
    4.5 本章小结
5 基于灵敏度分析的白车身轻量化设计
    5.1 白车身优化设计基本理论
        5.1.1 设计变量
        5.1.2 约束条件
        5.1.3 目标函数
    5.2 基于应用轻质材料的白车身轻量化
    5.3 基于尺寸优化的白车身轻量化设计
        5.3.1 白车身轻量化设计变量的确定
        5.3.2 优化设计结果
    5.4 轻量化后的白车身基本性能验证
        5.4.1 弯曲刚度
        5.4.2 扭转刚度
        5.4.3 模态性能
    5.5 白车身轻量化效果评价
    5.6 本章小结
6 全文总结及展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于形貌优化设计方法的发动机油底壳开发[J]. 王峰,袁帅,刘文超,钟绵远,张军.  机械制造与自动化. 2017(01)
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[3]基于灵敏度分析的车门尺寸和拓扑优化[J]. 胡启国,邓维敏,罗天洪.  组合机床与自动化加工技术. 2016(05)
[4]基于结构优化的小货车车身模态特性改进[J]. 徐中明,赖诗洋,夏小均,曹建国.  机械设计. 2016(02)
[5]基于HyperWorks的车身结构刚度与模态分析[J]. 周伟,周宁,王冬栋,宛银生.  机械制造与自动化. 2015(02)
[6]基于模态和刚度灵敏度分析的白车身轻量化研究[J]. 朱鹏,张新超,杨笠,唐小兵.  上海汽车. 2015(04)
[7]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)
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博士论文
[1]基于多学科优化设计方法的白车身轻量化研究[D]. 卢放.吉林大学 2014
[2]白车身参数化建模与多目标轻量化优化设计方法研究[D]. 季枫.吉林大学 2014
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硕士论文
[1]SUV白车身有限元分析与轻量化研究[D]. 张鹏.北京交通大学 2013
[2]乘用车白车身有限元分析及其轻量化设计[D]. 杨佳璘.哈尔滨工业大学 2013
[3]车身参数化轻量化设计与评价方法研究[D]. 单婷婷.吉林大学 2013
[4]纯电动汽车车身轻量化的设计与研究[D]. 董全省.武汉理工大学 2013
[5]轿车车身刚度及模态分析研究[D]. 张雷.合肥工业大学 2007
[6]某轿车车身有限元建模及静动态特性分析[D]. 杨越凯.东北大学 2006



本文编号：3727753