微型电动车车型概念开发及车门轻量化多目标优化设计研究

发布时间：2017-09-16 02:26

  本文关键词：微型电动车车型概念开发及车门轻量化多目标优化设计研究

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【摘要】：汽车轻量化是实现汽车产品节能减排的技术关键,也是产业界难以突破的瓶颈。应用轻质吸能结构降低车身重量是实现汽车轻量化、增加电动汽车续驰里程的重要途径。本课题以“2015年度广东省应用型科技研发专项——轻质吸能结构车身关键技术研究及其在电动汽车整车中的应用”为依托,进行车身结构的概念开发,利用现代化方法设计车身外形,并以车门为主要研究对象,应用轻质吸能材料,基于模态、刚度和抗撞性能进行多目标优化设计,探讨新材料新结构的可行性。在对纯电动汽车进行了市场定位分析,以及对电动汽车的轻量化进行了技术经济分析的基础上,提出了纯电动微型车的开发概念,并确定其市场定位为城市微行,技术特点为轻质吸能;基于此理念,应用轻质吸能材料铝合金、PDCPD和泡沫铝,为概念车型创作了全新的车身结构,并设计了整体式车架和一体化车身覆盖件。在分析车身形式和电动汽车造型特点的基础上,利用计算机辅助造型设计方法,对在研的微型纯电动汽车进行造型设计,将运动风格和岭南文化的特征元素融入到设计理念当中,得到了比较满意的设计方案。针对所选造型方案制作了CNC手板比例模型,验证其空间立体感。以车门为研究对象,选用PDCPD、铝合金和泡沫铝对结构进行详细设计。通过试验获取材料的力学性能参数,基于有限元法对车门结构的关键性能进行分析:包括自由模态分析、各项局部刚度分析和抗撞性能分析。取一阶模态频率、总质量、碰撞变形量为优化目标,各种局部刚度为约束条件,零件板件厚度为设计变量,创建了车门结构多目标优化数学模型,通过直接循环优化和NSGA-Ⅱ遗传算法进行求解,得到Pareto解集,从中选取了合适的方案,得到了比较满意的轻量化效果。本文在完成了车门的轻量化设计之余,验证了轻质材料PDCPD、铝合金和泡沫铝结构组合的可行性,对车身其他零部件的轻量化具有重要的借鉴意义。
【关键词】：轻量化 PDCPD 造型设计 车门结构 多目标优化
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.72;U463.834
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 课题研究背景10-11
• 1.2 车身轻量化国内外研究现状11-15
• 1.3 PDCPD研究概况15-18
• 1.4 论文的主要研究内容18-20
• 第二章 纯电动微型概念车设计概述20-33
• 2.1 纯电动汽车市场分析20-23
• 2.2 电动汽车轻量化技术经济分析23-26
• 2.3 概念车型的提出26-28
• 2.4 车身结构形式的研究28-30
• 2.5 概念车型车身结构的确定30-32
• 2.6 本章小结32-33
• 第三章 车身造型概念设计33-47
• 3.1 车身形式与造型发展概述33-36
• 3.2 纯电动汽车车身造型研究36-38
• 3.3 现代化汽车造型设计研究38-40
• 3.4 概念造型三维建模40-43
• 3.5 造型方案评析43-45
• 3.6 比例模型制作45
• 3.7 本章小结45-47
• 第四章 车门结构设计与关键性能分析47-67
• 4.1 车门结构的概念设计47-50
• 4.2 轻质材料试验研究50-54
• 4.3 车门结构有限元模型创建54-55
• 4.4 车门结构模态分析55-57
• 4.5 车门结构刚度分析57-62
• 4.6 汽车结构碰撞分析62-66
• 4.7 本章小结66-67
• 第五章 车门结构轻量化优化设计67-75
• 5.1 多目标优化概述67-69
• 5.2 车门结构多目标优化模型建立69-71
• 5.3 车门结构多目标优化求解71-74
• 5.4 本章小结74-75
• 总结与展望75-77
• 参考文献77-80
• 附录80-82
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果82-83
• 致谢83-84
• 附件84

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本文编号：860359