纯电环卫车箱体轻量化的有限元分析方法研究

以16t纯电环卫车箱体为研究对象,通过有限元分析方法的研究,在实现轻量化设计的同时解决了箱体开裂的问题,经实车验证强度满足,同时实现降重40kg,为纯电环卫车的轻量化设计提供了一条可行的途径.     

纯电动城市客车底盘车架有限元分析及轻量化设计

资源短缺、环境恶化使新能源汽车成为人们关注焦点。纯电动城市客车车架的轻量化可以进一步减轻汽车重量,节约资源,增加车辆续驶里程,从而轻量化成为各大整车厂、高校以及研究所的研究热点。针对某12m纯电动城市客车的底盘车架,利用Solid Works软件进行三维建模,在SCDM软件中对模型进行抽取中面、简化模型等前处理工作,并利用有限元前处理软件Hypermesh以及Optistruct模块对底盘车架进行静力学分析以及参数优化。静力学分析结果显示,12m纯电动城市客车的底盘结构符合材料的静强度要求。基于静强度分析结果,对底盘结构进行参数优化的轻量化设计,结果表明,在保证客车各方面性能要求前提下,客车底盘结构可以减重9.55%。     

A0级电动车车身轻量化技术研究

近年来随着大力发展新能源汽车,受电池能量密度的限制,要想提高续航里程,整车的轻量化显得十分重要。随着近几年轻量化的发展,车身专业和底盘专业能为整车的轻量化做出巨大的贡献。论文就对某A0级纯电动车车身专业的轻量化技术做出探讨研究。     

纯电动汽车起重机整车高压上电控制策略

根据纯电动汽车起重机动力系统结构,整机高压控制系统由电池组、底盘高压系统分配电单元上车高压系统分配电单元组成整车高压分配电系统,由底盘整车控制器和上车控制器分别完成底盘和上车高压系统分配电控制,实现整机高压控制。设计包括行驶工况上电控制策略和作业工况上电控制策略的纯电动汽车起重机高压系统整车上电控制策略,行驶工况下由底盘整车控制器为主导执行整车高压系统上电控制;作业工况下由上车控制器根据上车各高压元件状态执行上车高压系统上电策略,与底盘整车控制器共同完成作业工况整车高压系统上电控制。本策略能满足汽车起重机整车高压系统不同工况模式下的高压系统控制需求及上电功能安全,降低作业工况时高压动力系统零部件故障造成的作业风险。     

客车底盘车架有限元分析

针对某三段式客车底盘车架的强度校核,利用CATIA建立其三维模型,导入ANSYS Workbench中建立底盘车架的有限元模型,并对底盘车架进行了计算模态分析以及弯曲、扭转、紧急制动、急转弯4种工况下的应力和应变分析。分析结果表明:前6阶振动模态的固有频率均大于路面与发动机的怠速激励频率;底盘车架的最大应力值为351.22 MPa,小于许用屈服应力355 MPa。由分析结果可判断该底盘车架设计合理,进而为底盘车架结构优化和轻量化设计提供参考。     

大功率分动器轴间差速器优化设计研究

差速器作为大功率分动器的核心部件,用以实现底盘动力的分配,满足整车转弯和爬坡工况需求,对保证整车的动力传递和可靠性起着关键作用。采取了双级优化设计方法,对行星轮式轴间差速器结构进行了优化设计,一方面保证结构的强度,另一方面减小产品的质量,以适应整车轻量化和高机动性能要求。通过经典强度计算和有限元方法的校核,证明该优化方法能够满足多轴超重型底盘大功率分动器行星轮式轴间差速器大转矩和高可靠性设计要求。     

基于高耐久寿命的减速器壳体轻量化实现方法

纯电动汽车随着电驱动系统的引入,整车非簧载质量大大增加,操纵稳定性恶化,轮边减速器的轻量化问题亟待解决。重点研究减速器壳体的轻量化设计方法,使其在满足高耐久寿命的前提下,最大程度实现轻量化。首先对壳体进行了受力和有限元分析,分析结果表明应力最大值远小于壳体疲劳强度,因此存在轻量化空间。依据壳体疲劳寿命的要求计算出壳体允许承受的最大应力,以该最大应力为约束,对壳体的结构进行了优化。最后应用虚拟疲劳耐久仿真方法对壳体进行了检验,结果表明壳体符合高耐久寿命要求,从而验证了轻量化的合理性。     

基于多学科性能分析的驱动桥壳多目标优化

在保证整车整体机械性能的前提下对底盘零部件进行优化,是当前汽车工程设计的一个重要挑战。针对汽车驱动桥壳的多学科多目标优化设计问题,提出了一种系统的设计方法。采用有限元数值模拟和试验验证相结合方法系统研究其动态模态频率及振型,静态刚、强度及垂直弯曲疲劳寿命多学科性能,在此基础上,以其结构参数为设计变量,以最大静应力和疲劳损伤系数为设计约束,以整体质量、最大静态变形量和动态一阶模态频率为优化目标,结合哈默斯雷试验设计、移动最小二乘代理模型及全局响应面多目标优化算法,对其进行多学科性能驱动的轻量化多目标优化设计。结果表明:优化设计前后驱动桥壳整体质量降低6.0%,取得了良好的轻量化设计效果。     

纯电动汽车动力电池包轻量化技术综述

电池Pack系统占据电动汽车整车质量的18%～30%,降低电池Pack的质量对提高电动汽车的续航有着重要作用。系统论述目前电池Pack的质量现状以及轻量化发展策略,从电芯、模组、电池箱上盖、电池箱下箱体、热管理等部件的材料、结构研究轻量化方案。并同时研究电池Pack的轻量化结构,从电池Pack与其内部部件和其他附件的集成优化设计,进一步到电池Pack与底盘的综合轻量化设计方案,最终提出并展望电池底盘的新轻量化模块部件,提高车身的强度及刚性的同时彻底取消电池Pack箱体。     

基于Beam梁的板簧简化建模方法研究及应用

在解决商用车底盘系统的强度耐久分析中，针对钢板板簧分析收敛极其困难导致仿真效率低的问题，提出了一种基于Beam梁的板簧简化建模方法。以某商用车型的前悬底盘系统为例，通过Beam梁简化的的建模方法，得到板簧刚度与实验值及传统三维建模刚度都在设计刚度带差内，验证了该方法的正确性。在强度及耐久工况中，评估出强度及耐久风险位置与试验失效位置一致，结果准确度较高。结果表明：在保证结果准确性同时，Beam梁的板簧简化建模方法更高效。该方法对前桥底盘系统的强度及耐久设计具有一定的指导意义，其适用于相应车型的推广分析。     

小型电动汽车车架的设计与轻量化改进

车架作为电动汽车的主要承载结构,其强度和刚度在汽车总体设计中起着非常重要的作用,车架的轻量化研究也具有重要意义。以小型电动汽车为研究对象,设计一款车架,建立有限元模型,分析其在弯曲和扭转2种工况下的应力和变形,并对车架进行模态分析;根据分析结果,以轻量化为目标对车架进行优化,运用截面尺寸优化方法,通过改变梁的横截面面积和改变车架体积,最终实现车架的轻量化。结果表明,车架质量较初步设计减少了10.6%,强度和刚度均符合要求,车架的轻量化目标基本完成。     

面向设计的微型车车架强度分析

首先论述了目前车架强度分析的方法及其不足,以某型车架的强度设计为例,在理论分析和动静态应力测试的基础上,通过类比成熟车型,按照高应力出现的概率,提出了一种面向设计的车架强度分析方法.     

灵巧型电动底盘的设计与研究

灵巧型电动底盘采用四轮独立驱动和转向控制,主要由电动轮模块、平衡模块、控制模块组成。电动轮采用模块化设计理念,具有结构合理、行驶灵活、灵巧实用等特点。平衡模块使车辆无论在什么路况下行驶时始终保持底盘的水平平衡状态。同时,该底盘采用无刹车制动技术,可以通过调整各轮的转向角度控制驻停,使制动系统变得简单,安全性高。该底盘实现了四轮独立控制,简化了传动系统,减小了转弯半径,提高转弯速度,使底盘的机动灵活性更好,改善了操纵稳定性。     

立体流道互联液冷机箱设计

文中对液冷机箱进行创新设计,以满足机载电子设备在刚强度、散热能力和维修性等方面越来越高的要求。通过材料/ 工艺方法选型、冷板尺寸公差的计算和分配、双层立体流道的结构及热设计、人因工效设计等方法设计了一种立体流道互联的新型液冷机箱。经过仿真及试验验证,该液冷机箱的刚强度和散热能力满足要求,且维修性良好。通过立体流道互联液冷机箱设计,扩大了液冷机箱的应用范围,提高了机载电子设备的通用性。     

基于响应面法的动力电池包箱体轻量化优化设计

为了满足电动汽车电池包箱体高强度、轻量化的设计要求,提出了一种基于数值优化与有限元仿真相结合的动力电池包箱体轻量化设计方法。以电池包箱体各部件的厚度为设计变量,箱体质量最小化为优化目标,三种典型路面工况下箱体的最大等效应力、最大变形量和箱体结构的第2阶约束模态频率为约束条件,建立了箱体轻量化优化数学模型。利用Box-Behnken试验设计获得了5个设计变量3个水平的数值模拟试验组合,采用多元回归分析和帕累托方差分析拟合得到了多项式响应面近似模型,并引入到轻量化优化数学模型中进行了迭代优化,结果表明:优化方案的电池包箱体质量比原方案减少了7.4%,典型路面工况下最大等效应力降低了18.6%、最大变形量减小了22.5%,箱体结构的第2阶约束模态频率提高了14.8%。     

边梁式车架轻量化研究现状与发展趋势

车架作为汽车底盘重要组成部分,其质量大小影响着整车质量,继而影响着汽车的排放、动力性、舒适性、燃油经济性等性能。实现车架轻量化能够全方位地提高汽车的使用性能,如何实现车架轻量化已经成为研究人员的关注焦点。新型轻质材料具有强度高、质量轻、耐腐蚀等优点,新工艺具有精度高、加工快等优点,结构优化具有低成本、见效快等优点,如何利用好这3种途径实现车架轻量化是当前研究的热点。介绍边梁式车架的国内外研究现状,重点论述当前车架轻量化研究的难点问题以及解决措施,并预测轻量化F发展方向。     

基于ADAMS／Car的纯电动高空作业车操纵稳定性仿真研究

应用ADAMS／Car建立了某款在货车底盘上加装升降平台的纯电动高空作业车仿真模型,结合由Pro／E软件解算出的质量属性,对加装升降平台前后整车操纵稳定性进行了对比仿真研究。通过设置质心在水平方向和竖直方向的不同位置分别仿真,得出了在不改动货车底盘的前提下改善操纵稳定性的方法。     

考虑振动特性的钢铝复合车架多学科优化

以国内某款纯电动轻卡车架为研究对象,利用正交试验法开展零件材料对车架性能的显著性分析,确定高强铝合金板材替换方案,以获得钢铝复合车架。针对钢铝复合车架与驾驶室发生共振等问题,采用考虑静态刚度和动态频率的多学科优化模型,进一步对钢铝复合车架进行多厚度匹配设计优化。结果表明,轻量化车架在保证性能的前提下,第4阶频率提高1.5 Hz,避开了危险频率范围;车架总质量减小13.5 kg,减重幅度为7.2%。     

直线电动压缩机的活塞优化设计分析

为了满足直线电动压缩机的活塞高速化和轻量化要求,介绍了在PRO／MECHANIC环境下,对其活塞的应力和变形进行有限元分析,并对活塞进行优化设计,使其在满足强度和高速运转的情况下,质量达到最小,降低了惯性力,得到主要参数的最佳值,满足设计要求。     

轻量化部件在汽车改装中的应用

汽车轻量化与安全性并不矛盾,相反带来了很多优势．是汽车未来发展的趋势。轻量化不是只能依靠汽车厂商研究设计,消费者也能对汽车进行合理的改装得到实现。笔者将介绍现今用于改装汽车底盘、发动机和车身的主流轻量化部件。