纯电动公交车底盘的动力学仿真

发布时间：2017-08-12 15:37

  本文关键词：纯电动公交车底盘的动力学仿真

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【摘要】：21世纪以来,各国面临着环境与资源的双重压力,各国纷纷出台相应政策应对,发展新能源汽车成为了一种主流方向,而在城市推展纯电动公交车更是成为了一种新趋势。底盘作为纯电动公交的主要承载部件,它的动力学性能的好坏直接影响着整车的乘坐舒适性与行驶的平顺性与稳定性,因此要利用有限元方法对底盘做相应的动力学分析。在研究纯电动公交车底盘的动力学性能时,首先利用Creo2.0建立底盘的三维模型,将经过简化的底盘模型应用ANSYS Workbench建立相应的有限元模型,对其实行网格划分以及静力学研究,其中包括弯曲、扭转、紧急制动与转弯这四种典型工况,对其结果整合、分析总结,找出强度、刚度不足的构件,提出改进意见。其次,选择Block Lanczos法研究底盘的结构模态,提取了底盘前6阶的固有频率与振型,为避免共振提供数据基础。同时也研究了底盘有预应力的模态,提取了前20阶的频率与振型,为谐响应分析与随机振动分析夯实根基。然后,选择模态叠加法研究了电空气压缩机激励下底盘的谐响应,确定了底盘能够承受此载荷激励,由其结果的响应曲线图出现峰值的位置得出可能发生共振的频率在30Hz和50Hz附近,为结构改进与避免共振提供数据参考。最后,综合应用基于幂函数功率谱的快速傅里叶反变换生成法和MATLAB_Simulink模块生成路面的功率谱密度函数,经过Workbench对底盘进行随机振动分析,将其结果进行分析整合,找出了其容易发生疲劳的部位,为底盘的结构改进提供重要的理论依据。通过对纯电动公交车底盘的静态、模态、谐响应以及随机振动的分析,得到了底盘的动力学特性,为实际中改善纯电动公交车的乘坐舒适性与行驶的平顺性、稳定性有重要意义。
【关键词】：纯电动公交车 底盘 有限元分析 谐响应 随机振动
【学位授予单位】：华北理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 引言9-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 课题研究背景及意义10-11
• 1.1.1 课题研究背景10-11
• 1.1.2 课题研究目的及意义11
• 1.2 电动汽车发展国内外发展现状11-12
• 1.2.1 国外电动汽车发展现状11-12
• 1.2.2 国内电动汽车发展现状12
• 1.3 底盘的研究现状12-13
• 1.4 研究内容13-15
• 第2章 纯电动公交车底盘有限元模型的建立15-23
• 2.1 有限元分析理论及ANSYS Workbench简介15-18
• 2.1.1 有限元基本理论15
• 2.1.2 有限元分析步骤15-16
• 2.1.3 ANSYS Workbench简介16-18
• 2.2 底盘几何模型的建立18-19
• 2.2.1 纯电动公交车底盘的简况及参数18
• 2.2.2 底盘几何模型的建立及简化18-19
• 2.3 底盘有限元模型的建立19-22
• 2.3.1 有限元单元的类型及其选取19-20
• 2.3.2 网格划分20-21
• 2.3.3 材料属性21-22
• 2.4 本章小结22-23
• 第3章 纯电动公交车底盘静态分析23-36
• 3.1 静力分析基础23
• 3.2 底盘基本载荷及约束的确定23-25
• 3.3 底盘结构四种典型工况静力学分析25-35
• 3.3.1 底盘弯曲工况分析25-27
• 3.3.2 底盘扭转工况分析27-31
• 3.3.3 底盘紧急制动工况分析31-33
• 3.3.4 底盘紧急转弯工况分析33-35
• 3.4 本章小结35-36
• 第4章 纯电动公交车底盘模态分析36-44
• 4.1 模态分析基础36-37
• 4.2 模态分析的基本步骤37-38
• 4.3 纯电动公交车底盘的模态分析38-43
• 4.3.1 底盘结构模态分析38-39
• 4.3.2 底盘有预应力的模态分析39-43
• 4.4 本章小结43-44
• 第5章 纯电动公交车底盘的谐响应分析44-53
• 5.1 谐响应的基础44-46
• 5.1.1 谐响应的理论基础44-45
• 5.1.2 谐响应的分析方法45-46
• 5.2 谐响应分析载荷的确定46
• 5.3 电空气压缩机激励下底盘的谐响应分析46-52
• 5.4 本章小结52-53
• 第6章 纯电动公交车底盘随机振动分析53-65
• 6.1 随机振动分析的理论基础53-56
• 6.1.1 随机过程简介53-54
• 6.1.2 谱密度的相关理论54-56
• 6.2 随机路面谱模型56-61
• 6.2.1 路面不平度概述56
• 6.2.2 路面不平度功率谱密度的数学描述56-58
• 6.2.3 路面不平度激励时域模型58-61
• 6.3 底盘的随机振动分析61-64
• 6.4 本章小结64-65
• 结论65-67
• 参考文献67-70
• 致谢70-71
• 导师简介71-72
• 作者简介72-73
• 学位论文数据集73

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