微型电动汽车车架结构轻量化设计研究

doi:10.16731/j.cnki.1671-3133.2019.01.014

现代制造工程 ›› 2019, Vol. 460 ›› Issue (1): 75-81.doi: 10.16731/j.cnki.1671-3133.2019.01.014

微型电动汽车车架结构轻量化设计研究

于玉真, 李伟亮, 李励

华北理工大学机械工程学院,唐山 063210

收稿日期:2018-02-04 出版日期:2019-01-20 发布日期:2019-02-15
作者简介:于玉真,教授,工学博士,博士后,硕士生导师,主要研究方向为电动汽车技术和数字化仿真。E-mail:yu_yuzhen@163.com
基金资助:
唐山市科技计划项目(18130201a);2018年河北省省级研究生专业学位教学案例(库)项目(KCJSZ2018059)

Research on lightweight design of the frame structure for micro electric vehicles

Yu Yuzhen, Li Weiliang, Li Li

College of Mechanical Engineering,North China University of Science and Technology,Tangshan 063210,Hebei,China

Received:2018-02-04 Online:2019-01-20 Published:2019-02-15

摘要/Abstract

摘要： 为了提高微型电动汽车车架材料的利用率,利用Creo软件建立三维模型,并导入ANSYS Workbench软件对原车架模型进行有限元静态、模态分析,依据分析结果进行结构改进。对改进后的车架进行力学特性验证分析,发现应力偏大。根据车架强度要求,基于DesignXplorer模块建立车架多目标驱动尺寸优化模型,对车架梁布局进行分析,获得较合理的优化方案;最后对优化后的样车进行动力性能试验研究,验证车架的安全稳定性。结果表明:轻量化后的车架质量比原车架减少了74.58 kg,降低了27.74 %;而最大等效应力增大了15.42 MPa,提高了17.44 %,但仍远远低于材料的屈服极限,符合车架强度要求。

关键词: 车架, 轻量化, 有限元, 多目标驱动优化, 试验

Abstract: In order to improve the utilization ratio of the material of the micro electric vehicle frame,the frame 3D model is built with Creo software and introduced into the ANSYS Workbench software,then the static and modal of the frame are analyzed and the structure of the frame is improved based on analysis results.The mechanical properties of the improved frame are verified and analyzed,and the stress is found to be large.According to the requirement of frame strength,the frame multi-objective driven optimization design model is established based on DesignXplorer,and the layout of the frame is analyzed,and the reasonable optimization scheme is obtained.Finally,the optimized sample vehicle dynamic performance is tested to verify the safety and stability of the vehicle frame.According to the analysis results,the quality of the optimized frame is reduced by 74.58 kg than that of the original frame,which is reduced by 27.74 %.The maximum stress of the optimized frame is increased by 15.42 MPa than that of the original frame,which is increase by 17.44 %,but that is still far below the yield limit of the material and in accordance with the requirements of the strength of the frame.

Key words: frame, lightweight, finite element, multi-objective driven optimization, test

中图分类号:

U463.32

于玉真, 李伟亮, 李励. 微型电动汽车车架结构轻量化设计研究[J]. 现代制造工程, 2019, 460(1): 75-81.

Yu Yuzhen, Li Weiliang, Li Li. Research on lightweight design of the frame structure for micro electric vehicles[J]. Modern Manufacturing Engineering, 2019, 460(1): 75-81.

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微型电动汽车车架结构轻量化设计研究

Research on lightweight design of the frame structure for micro electric vehicles

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