某款電動(dòng)汽車框架輻射結(jié)構(gòu)分析及優(yōu)化.pdf

1、我國的石油儲(chǔ)藏量和開采量非常有限，隨著汽車的越來越普及，石油越來越依賴進(jìn)口。汽車給我國的能源帶來了極大的壓力。我國的能源問題已經(jīng)成為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中的一個(gè)戰(zhàn)略問題。按照傳統(tǒng)交通能源系統(tǒng)發(fā)展下去，將難以維持我們這個(gè)汽車大國的日益發(fā)展和昌盛。面對如此嚴(yán)峻的能源形勢，我國對純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車和燃料電池汽車等新能源環(huán)保汽車方面的研發(fā)力度正在加強(qiáng)。
　　作為電動(dòng)汽車的主要部件，框架車身是整個(gè)車體的支撐部分，其力學(xué)承載性能尤為重要，良

2、好的力學(xué)承載特性更是車輛性能和行駛安全性的重要保證。而傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法更多的是依靠設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)以及借鑒現(xiàn)有的設(shè)計(jì)案例進(jìn)行保守設(shè)計(jì)，導(dǎo)致設(shè)計(jì)出的車身結(jié)構(gòu)浪費(fèi)材料，而且難以達(dá)到性能要求，很難實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　在滿足安裝要求和造型要求的前提下對車身進(jìn)行概念設(shè)計(jì)，然后采用有限元方法對概念設(shè)計(jì)進(jìn)行相應(yīng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)力學(xué)分析，找出薄弱和贅余部位并進(jìn)行改進(jìn)。這樣對保證車身的力學(xué)性能以及節(jié)省材料都有非常重要的意義。最后對車身進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化，探求在

3、滿足性能的前提下車身的最佳的結(jié)構(gòu)方案，尋求結(jié)構(gòu)材料的最優(yōu)化分布，從而達(dá)到最優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　本文正是按照上述設(shè)計(jì)方式，探索了某款電動(dòng)汽車車身整個(gè)設(shè)計(jì)完善過程。
　　首先在電動(dòng)汽車總體設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，依照經(jīng)驗(yàn)以及參照相關(guān)成熟車型初步設(shè)計(jì)出符合安裝及造型要求的概念車身，接下來對概念車身進(jìn)行扭轉(zhuǎn)和彎曲工況下的應(yīng)力和變形情況進(jìn)行了有限元分析，依據(jù)分析結(jié)果對結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，并對改進(jìn)后結(jié)構(gòu)進(jìn)行扭轉(zhuǎn)和彎曲工況下有限元分析驗(yàn)證，確保改進(jìn)方案的正確

4、性。
　　接著對改進(jìn)后結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析，得出前十二階自由模態(tài)頻率和振型，探索車身在使用過程中是否會(huì)和電動(dòng)機(jī)、路面等外在激勵(lì)產(chǎn)生共振。在確保車身滿足模態(tài)要求的基礎(chǔ)上，再對車身進(jìn)行瞬態(tài)分析，模擬電動(dòng)汽車車左前輪越過某個(gè)近似拋物線路面時(shí)，車身的響應(yīng)情況，得出車身較危險(xiǎn)部位的等效應(yīng)力時(shí)間歷程響應(yīng)曲線，以此來驗(yàn)證車身的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能。
　　最后對車身進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化，在保證結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的前提下尋求材料的最優(yōu)化和最少化分布，依據(jù)優(yōu)化結(jié)構(gòu)提出了