当前位置: 首页 > 学术论文 > 新能源汽车 > 正文

新能源汽车车身结构的概念设计开发

关注热度:235   来源:新能源学术论文  作者:张浩锴
相似论文 相关推荐 你可能关注 点击排行 我要评论

【摘要】:新能源汽车的车身与传统汽车存在差异,这种差异将投影到车身概念开发方法之上。新能源汽车车身结构的概念开发是新能源汽车整车开发中的关键问题,是汽车产业界及学术界的研究重点。本文以现代汽车车身结构的开发流程及汽车车身结构设计准则为基础,利用相关数学及商业软件工具,形成相对完整的新能源车身概念开发体系流程。以一款在研的新能源车型的车身结构概念开发为算例,付诸实践,并取得了比较好的效果。 本文以轻量化为目标,对新能源概念车身的结构形式进行探讨,选择了桁架式的车身结构;并以在研车型为例,总结了在总布置、造型设计及底盘系统的基础上确定车身结构的设计空间及车身载荷的方法;对新能源概念车在多个典型工况下的多体动力学仿真方法进行研究,包括模型建立、虚拟工况建立和定义输出等,并通过计算导出了车身载荷结果数据,为车身结构拓扑优化提供准确载的荷边界条件。车身结构拓扑优化旨在获得最合理的载荷路径,在明确设计目标、设计空间以及载荷边界条件的基础上,本文对概念阶段的新能源车身结构进行了拓扑优化,并研究讨论影响拓扑优化结构的多个因素,并通过在研车型的算例实践,得到有指导性的结论。其中,通过研究明确了惩罚因子对于桁架式概念的生成的影响,以及最小组成尺寸控制技术的利用;通过对基于折衷规划法的静动态多指标拓扑优化的静动态指标权重比值的研究,明确了生成明确的载荷路径静动态权重范围,并最终获得了比较满意及可信的拓扑优化结构。在拓扑优化结果的基础上建立桁架式概念车身的线框模型,建立了带有截面属性的一维梁单元有限元模型,并总结出并进行截面参数优化的方法,使得概念车身在满足质量约束的前提下达到了性能的最优。 对新能源车身的概念设计方案进行验证,包括基于有限元的车身模态、弯曲刚度及扭转刚度分析,并对车身轻量化水平进行校核。分析结果表明,本文的新能源汽车车身概念开发方法,综合应用了多种优化及分析技术,能够在车身概念开发阶段为设计者提供轻量化及结构优越性的车身概念结构,对今后新能源汽车车身结构的设计、优化有一定的借鉴意义。
【关键词】:新能源汽车 车身结构 概念开发 拓扑优化 截面参数优化 轻量化
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:U463.82
【目录】:
  • 摘要5-6
  • ABSTRACT6-8
  • 目录8-11
  • 第一章 绪论11-16
  • 1.1 论文研究背景11-12
  • 1.2 国内外研究现状12-14
  • 1.3 论文的研究内容14-16
  • 第二章 新能源汽车车身结构概念开发方法16-32
  • 2.1 现代主流车身结构开发流程16-18
  • 2.2 白车身的设计流程18-20
  • 2.3 车身结构强度与刚度设计研究20-26
  • 2.3.1 车身结构静强度设计20-22
  • 2.3.2 车身结构刚度设计22-24
  • 2.3.3 车身结构轻量化24-26
  • 2.4 车身结构优化设计方法及工具26-29
  • 2.4.1 车身结构优化问题的数学概念26
  • 2.4.2 优化类型26-28
  • 2.4.3 优化数值计算方法28
  • 2.4.4 优化工具28-29
  • 2.5 优化设计驱动的新能源汽车车身的概念设计开发方法29-31
  • 小结31-32
  • 第三章 新能源汽车车身结构概念设计空间及目标32-43
  • 3.1 新能源概念车设计概述32
  • 3.2 车身结构概念形式的分析及选择32-35
  • 3.3 概念车总体设计及布置概览35-39
  • 3.3.1 总布置参数35-36
  • 3.3.2 造型设计概览36-37
  • 3.3.3 底盘及动力系统布置概览37-38
  • 3.3.4 车身布置概览38-39
  • 3.4 车身结构设计空间的建立39-41
  • 3.5 主要集中质量的确定41-42
  • 3.6 车身结构设计轻量化目标的确定42
  • 小结42-43
  • 第四章 面向车身结构设计的多工况多体动力学分析43-51
  • 4.1 面向车身结构设计的多体动力学分析43-44
  • 4.2 新能源汽车整车多工况多体动力学仿真分析44-48
  • 4.2.2 概念车多体动力学模型的建立44-46
  • 4.2.3 虚拟试验工况的建立46-47
  • 4.2.4 定义车身载荷输出47-48
  • 4.3 仿真结果分析及载荷结果数据输出48-50
  • 小结50-51
  • 第五章 新能源汽车车身结构拓扑优化51-71
  • 5.1 结构的拓扑优化方法研究51-53
  • 5.2 车身结构拓扑优化的数学模型53-58
  • 5.2.1 基于折衷规划法的优化模型研究53-55
  • 5.2.2 静态指标的多工况优化目标函数55-56
  • 5.2.3 静态多工况指标的权重56-57
  • 5.2.4 动态固有频率优化目标函数57
  • 5.2.5 综合考虑静态和动态指标的优化综合目标函数57-58
  • 5.3 拓扑优化基本有限元模型的建立58-61
  • 5.3.1 几何结构导入与离散化58-59
  • 5.3.2 载荷及边界条件59-60
  • 5.3.3 拓扑优化的工艺约束研究60-61
  • 5.3.4 惯性释放61
  • 5.4 基于带权重折衷规划法的动静态指标权重研究分析61-70
  • 5.4.1 不同权重比下的拓扑优化62
  • 5.4.2 不同权重比下的优化结构及数值对比分析62-67
  • 5.4.3 优化结果的选择67-70
  • 5.5 拓扑优化结果的输出70
  • 小结70-71
  • 第六章 桁架式概念车身的参数优化分析71-81
  • 6.1 车身概念桁架结构的提取建模71-74
  • 6.2 桁架式概念车身结构的截面参数优化方法研究74-79
  • 6.2.1 白车身概念设计的截面参数优化方法74-75
  • 6.2.2 优化数学模型的建立75-76
  • 6.2.3 桁架概念结构车身有限元模型的建立76-77
  • 6.2.4 桁架式概念车身结构设计变量的定义77-79
  • 6.3 桁架式概念车身结构截面参数优化及结果分析79-80
  • 小结80-81
  • 第七章 概念车身结构设计及初步性能验证81-89
  • 7.1 概念车身结构设计、建模及加工81-82
  • 7.2 概念车身结构性能分析验证82-87
  • 7.2.1 概念车身结构有限元模型的建立82
  • 7.2.2 车身结构模态分析仿真及实验82-84
  • 7.2.3 车身结构弯曲刚度仿真分析84-86
  • 7.2.4 车身结构扭转刚度分析86-87
  • 7.3 车身结构轻量化设计分析87-88
  • 小结88-89
  • 总结与展望89-91
  • 参考文献91-95
  • 攻读硕士学位期间取得的研究成果95-96
  • 致谢96-97
  • 附件97


您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

工程结构优化设计发展综述    李芳,凌道盛

车身结构中常用薄壁构件的刚度分析    马迅,过学迅,赵幼平,闵晓炜

基于均匀化方法的柔顺机构的拓扑优化设计    刘少芳,张宪民,陈永健

基于概念开发及轻量化结构的车身零件板厚设计优化    林涛;陈吉清;饶健强;兰凤崇;

基于折衷规划的车架结构多目标拓扑优化设计    刘林华;辛勇;汪伟;

基于可靠性的连续体结构拓扑优化设计    邝泳聪;欧阳高飞;张宪民;

超微型车车身新结构的开发    于兴林;金达锋;王磊;

多工况下微型电动车车身结构拓扑优化设计    扶原放;金达锋;乔蔚炜;

结构拓扑优化分析在电动小车车身的轻量化的应用    丁利;

惯性释放在油船结构强度直接计算中的应用    张少雄,杨永谦

材料和结构的拓扑优化关键理论与方法研究    孙士平

钢管混凝土结构抗震性能的比较研究    胡潇;钱永久;段敬民;

钢管混凝土框架—剪力墙结构的地震响应分析    胡潇;钱永久;段敬民;

空间网架的结构优化设计浅析    马致远;宋勃;

计算机辅助工程在汽车车身结构设计中的应用    张霆;耿道森;

刚度矩阵的数值模拟方法    刘洁瑾;陈语;

基于车身主断面力学特性的灵敏度分析    姚乾华;陈昌明;

某SUV轿车白车身模态分析研究    肖强;陈昌明;

船舶轴系油膜计算与轴承反力分析    耿厚才,饶柱石,崔升

基于有限元法的小水线面双体船结构优化    李仲伟,吴有生,崔维成

某汽车白车身模态分析    张攀;雷刚;廖林清;冯文杰;

车身概念设计智能CAE关键技术的研究    张红哲

轿车集成开发中若干关键技术研究    高立新

基于广义模块化设计的快锻液压机机架力学特性研究    段志东

食品体系通电加热过程温度场的模拟研究    姜欣

太阳能电动车关键技术研究    李春芳

车身结构抗撞性问题的简化建模及优化方法研究    李亦文

商用车车架拓扑优化轻量化设计方法研究    郭立群

林木联合采育机底盘设计理论研究与应用    魏占国

多场耦合及多相材料的柔顺机构拓扑优化研究    李冬梅

周期性复合材料有效性能的均匀化计算    黄富华

整船准静态分析的有限元模型自动加载及载荷修正技术    朱胜昌,陈庆强,江南

基于均匀化方法的多孔材料细观力学特性数值研究    庄守兵,吴长春,冯淼林,袁振

受应力约束的平面弹性体的拓扑优化    程耿东,张东旭

用均匀化方法预测单向纤维复合材料热膨胀行为    刘书田;程耿东;

特定弹性性能材料的细观结构设计优化    刘书田,郑新广,程耿东

零膨胀材料设计与模拟验证    刘书田,曹先凡

单向纤维复合材料导热性预测    程耿东,刘书田

渐进结构优化法的基本理论及应用    谢亿民,杨晓英,G.P.Steven,O.M.Querin

基于人工材料的结构拓扑渐进优化设计    荣见华,姜节胜,颜东煌,赵爱琼

三维连续体结构仿生拓扑优化新方法    蔡坤;张洪武;罗阳军;陈飙松;

连续体结构拓扑优化理论与应用研究    左孔天

连续体结构静力拓扑优化方法与软件开发    叶红玲

基于现代设计理论的车身结构设计方法研究    石琴

纯电动汽车能量管理关键技术问题的研究    石庆升

汽车车身结构的布设与安全性研究    周忠于,刘伟香

车身碰撞修复    陈德昱

国外汽车车身开发的特点分析    汪卫东

基于特征体系的车身结构模型研究    卢海峰,李军

车身制造中的革命——新车身结构制造的典型实例    杨通顺

基于数值模拟的车身结构件多步冲压工艺优化    仲志刚;方禾;陈炜;吕盾;陈磊;

大客车车身结构的力学分析    陈燕

现代汽车车身开发关键技术及应用    李建新

现代车身材料    杨雄飞;

基于试验设计分析方法的轻卡车身结构优化    李学修;黄虎;刘长虹;

基于计算机仿真的汽车车身及零部件数字化设计方法    胡平;

汽车车身结构的接头研究进展    徐建全;陈铭年;林大同;

汽车车身结构的接头研究进展    徐建全;陈铭年;林大同;

基于台架试验方法的车身疲劳分析    肖攀;周定陆;

车身牵引装置的设计    郎勇;

泡沫铝复合板材料高刚度车身结构的基础研究    兰凤崇;赖番结;陈吉清;马聪承;

基于轻量化的车身用钢及铝合金的竞争分析    路洪洲;王文军;王智文;郭爱民;路贵民;

浅析车身几种常见的固定顶盖装饰条的结构    黄小平;

汽车车身装焊夹具的协调性与统一性研究    张正;

一步法涂装、制造玻璃钢车身的研究    徐文忠;曾祥群;徐文寿;

放弃车身开发就等于放弃汽车    本报记者 宋凤珠

未来钢质汽车——引领车身结构前沿创新    任秀平 译

国际钢协:未来钢质车身能减重39%    

怎样衡量汽车品质    肖强

车身越重越安全?    记者 陈永杰

世界轿车车身高强度钢应用进展    张志勤 何立波 高真凤

领驭2.0 MFI“走秀”京城    小也

汽车安全的两大误区    孟岩 林元君

心向高处    本报记者 黄震 王博

概念车——别具匠心 独具魅力    杜凉

乘用车概念车身参数化设计、仿真、优化一体化关键问题研究    迟瑞丰

基于机敏约束阻尼的车身结构振动噪声控制研究    曹友强

简化车身框架结构建模与快速优化研究    左文杰

汽车车身部件约束变体建模若干关键技术研究    黄颀

知识驱动的车身结构设计方法研究及相关软件开发    刘波

基于现代设计理论的车身结构设计方法研究    石琴

钢铝混合材料车身结构轻量化设计关键问题与应用研究    周云郊

汽车车身结构概念设计关键技术研究    宋凯

车身结构抗撞性问题的简化建模及优化方法研究    李亦文

基于确定性定位分析的车身三维偏差模型及求解方法研究    曹俊

轿车前部车身结构静态强度计算及动态分析    张治国

基于车身承载度的半承载式客车结构改进研究    周姗姗

车身结构概念设计系统中多目标优化模块的实现    刘宝越

微型货车车身结构疲劳裂纹的分析与改进设计    朱恩洲

车身同步计算机辅助工程设计研究    江义

车身仿生非光滑表面气动减阻特性研究    张国耕

钢铝混合车身结构件的材料优化匹配研究    黄信宏

车身公差分配技术的研究    李良

基于概念开发阶段的钢铝一体化车身框架正面抗撞性分析    余本善

车身结构件成形过程对其疲劳性能的影响研究    甘维银

 
关键词: 新能源汽车

[ 学术论文搜索 ]  [ 加入收藏 ]  [ 告诉好友 ]  [ 打印本文 ]  [ 违规举报 ]  [ 关闭窗口 ]

 
相关学术论文推荐
 
0条 [查看全部]  相关评论
 
推荐论文
智能推荐
 
网站首页 | 关于我们 | 联系方式 | 使用协议 | 版权隐私 | 排名推广 | 广告服务 | 积分换礼 | 网站留言