电动汽车电池布置优化及车体动态特性研究

发布时间：2017-08-15 18:30

  本文关键词：电动汽车电池布置优化及车体动态特性研究

  更多相关文章： 电动汽车车架 底盘 有限元分析 模态分析 拓扑优化 多目标优化 ANSYS/workbench

【摘要】：近年来,随着国家中央领导集体和国家政府对新能源汽车的大力倡导与支持,电动车更是快速的进入了我们的生活中。一个有长足发展的产品肯定是一个有着优良特性的产品,作为电动车的核心部件之一的车架,更是得有足够的强度、刚度和良好的动态特性及可靠性,所以对车架的研究分析对提高电动车的安全性和市场竞争力都有着非常深远的意义。以某纯电动场(厂)区车车架为研究对象,首先利用专业的三维建模工具CREO软件建立车架的三维实体模型,然后通过ANSYS/Workbench中成熟的双向CAD接口导入到有限元软件中,用前处理工具把三维数字模型离散成为分析所用的有限元模型。进而基于提出的具有代表性的四种动力电池布置方案围绕在电动车典型工况包括满载弯曲工况和紧急制动工况下对车架做了静态特性分析和预应力模态分析。得到了两种工况下车架底盘的最大变形位移值、最大等效应力、提了取车架前6阶频率和振型特征并做了对比分析,总结出了一种具有研究参考价值的动力电池布置方案。研究分析了原车架振动严重甚至损坏的原因,以拓扑优化方法对问题车架进行了优化,提出建立了一种电动车新型车架并做了验证,证明新车架性能确实要优于原车架;以新车架模态振型最大位移值为最小目标,以顶棚质量、顶棚质量重心高度位置为设计变量进行了目标优化设计;在研究分析中还定性的验证了网格划分质量好坏直接影响了分析结果的可靠度;得到了在进行有限元分析前必须进行网格无关性分析这一结论,以免分析结果过度偏离实际值。研究结果为今后车架的研究提供了理论依据,对同类车车架的研究具有一定参考价值,也对提高车辆性能具有非常重要的意义。
【关键词】：电动汽车车架 底盘 有限元分析 模态分析 拓扑优化 多目标优化 ANSYS/workbench
【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】：U469.72
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 引言9-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 课题提出背景及意义10-11
• 1.1.1 课题提出的背景10
• 1.1.2 课题研究的意义10-11
• 1.2 国内外车架底盘结构研究现状11-12
• 1.2.1 国外研究发展现状11
• 1.2.2 国内研究发展现状11-12
• 1.3 开发软件简介12-14
• 1.3.1 CREO软件简介12-13
• 1.3.2 ANSYS软件简介13-14
• 1.4 主要研究内容14-15
• 1.5 本章小结15-16
• 第2章 有限元模型建立及网格特性优化研究16-39
• 2.1 有限元法概述16-21
• 2.2 有限元模型的建立21-28
• 2.2.1 实际物理模型的简化22-23
• 2.2.2 单元类型23-26
• 2.2.3 网格质量检查26-27
• 2.2.4 有限元模型的建立27-28
• 2.3 网格相关性证明28-31
• 2.4 网格无关性分析31-38
• 2.4.1 网格特性31-35
• 2.4.2 无关性数学模型35-38
• 2.5 本章小结38-39
• 第3章 动力电池布置方案设计39-44
• 3.1 方案设计的原则39-43
• 3.1.1 方案一0221型41-42
• 3.1.2 方案二1220型42
• 3.1.3 方案三0203型42-43
• 3.1.4 方案四0212型43
• 3.2 本章小结43-44
• 第4章 基于电池布置方案的车架力学性能分析44-52
• 4.1 线性结构力学分析原理44-45
• 4.2 力学特性评价指标45-46
• 4.2.1 强度指标45
• 4.2.2 刚度指标45-46
• 4.3 满载弯曲工况46-48
• 4.3.1 各方案分析结果对比46-48
• 4.4 紧急制动工况48-51
• 4.4.1 各方案分析结果对比48-51
• 4.5 本章小结51-52
• 第5章 预应力模态研究52-57
• 5.1 自由模态分析理论52-53
• 5.2 预应力模态分析结果53-56
• 5.2.1 满载弯曲工况分析汇总54
• 5.2.2 紧急制动工况分析汇总54-55
• 5.2.3 结果评价55-56
• 5.3 本章小结56-57
• 第6章 电动车车架优化分析57-66
• 6.1 原车架损坏原因分析58-59
• 6.2 基于拓扑优化法的车架优化设计59-64
• 6.2.1 新车架强度校核61-62
• 6.2.2 新车架模态验证62-64
• 6.3 顶棚质量最优化设计64-65
• 6.4 本章小结65-66
• 结论66-67
• 参考文献67-70
• 致谢70-71
• 导师简介71
• 企业导师简介71-72
• 作者简介72-73
• 学位论文数据集73

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张俊;;女车车架结构形式的初探[J];中国自行车;1989年04期

2 谷敏;;混合车车架工艺点滴[J];中国自行车;1990年05期

3 陈华新;;车架结构设计(二)[J];摩托车技术;1993年05期

4 高思榜;;摩托车车架结构的分析与优化研究[J];科技致富向导;2013年17期

5 桑t熑，

本文编号：679683