东风某电动汽车车架轻量化设计开题报告

全文总字数：4310字

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1 课题背景和研究意义

近年来，汽车工业发展迅速，汽车保有量逐年增加。由此带来的环境污染和能源短缺的相关问题，相比以前更加明显突出。节能、环保和安全越来越成为汽车制造商及消费者们追求的目标，其中节能和环保已成为影响人类可持续发展的重大问题。由于国内旺盛的市场需求及国家政策的支持，我国新能源汽车产业迅速发展，各大厂商不断推出新能源车型，包括乘用车和电动物流车，而且市场前景良好。新能源汽车的续航里程成为消费者购买新能源汽车的重要参考指标，而汽车总体质量是影响电动汽车续航里程的主要因素。在电池容量不变的条件下，通过汽车轻量化来提高电动汽车续航里程是最有效的措施之一。因此,在保证汽车的整体性能的条件下,减轻整车的质量是至关重要的。

本文主要以国产某电动载货车车架为研究对象，主要研究与讨论车架结构有限元静态分析，尺寸优化及其轻量化效果。车架作为主要承重结构，除了要承受内部载荷以外，还要承受货物载荷和不同工况下的路面冲击。在汽车静止的时候，车架承受着汽车各部件重力及货物载荷，在这种条件下，纵梁会产生弯曲和局部扭转的变形。在汽车行驶的时候，汽车自身的质量和工作负荷(如驱动力、制动力和转向力)会导致车架承受复杂的动载荷，产生弯曲、扭转、侧弯。因此，车架自身重量和结构形式会影响到车使用性能，如静、动态性能、经济性、运行稳定性等。近年来，有限元分析技术已经广泛应用于有关设计分析领域。通过三维建模软件建立三维模型，再通过接口导入 cae 分析软件中对其进行分析和优化。这样可大大减少设计时间，同时也可准确的分析极限工况下车架静、动态特性，为缩短产品开发周期创造了有利条件。因此，在汽车设计的相关领域，研究人员们都采用有限元技术对结构进行分析及优化。在保证车架强度、刚度满足使用要求以及动态特性良好的前提下, 对电动汽车车架结构进行尺寸优化，从而达到减轻车架自身的重量目的。这样就可以相对地提高电动汽车的续航里程。同时还能够改善汽车性能，而且能有效的降低使车辆的振动和噪声，使得道路和汽车的使用寿命得以延长。因此，在满足车架结构使用性能的前提下，对车架结构实现轻量化具有十分重要的意义。

2. 研究的基本内容与方案

2. 本文研究的主要内容

实现汽车轻量化的主要方法有三种：一是使用新材料，为了提高强度和与刚度，会尽可能的使用高强度钢，以及铝合金等轻质合金材料。二是提高加工制造的工艺水平，比如内高压成型技术等；三是车身结构优化，通过拓扑优化、形貌优化和尺寸优化改变车身部件布局、改变部件截面参数和构件形貌特征使车身构件有更好的受力分布，车身整体变得更加协调，以获得轻量化的目的。基于以上背景确立了本课题要研究的内容，在保证刚度性能等性能参数的条件下通过尺寸优化方案，构造出新的电动汽车车架结构，从而达到轻量化的目的。

本文根据有限元分析理论等，以某公司开发的一款电动载货车车架为载体，主要任务是对车架的静态刚度和模态进行研究分析；并对其进行优化，尽可能达到车架轻量化的目的。本文研究的主要内容包括以下方面：

3. 研究计划与安排

1-2（7 学期第19-20周）确定毕业设计选题、完善毕业设计任务书(相关参数)、资料收集

3（8 学期第1周）方案构思、文献检索、完成开题报告

4～5（8学期第2-3周）外文翻译、资料再收集

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 刘蕾蕾. 某载货车车架结构分析及拓扑优化[d].长安大学,2017.

[2] hadad h,ramezania. finiteelementmodel updatingofavehiclechassis frame[j].proceedings of the 2004international conference on noise and vibration on engineering,2004:1817-1831.

[3] i musa. static and dynamic analysis ofa ladder frame truck chassis[j]. 《ladder frame truck chassis dynamic analysis ve... , 2009, null,