小型电动汽车车架轻量化设计与仿真.doc

1、 目录目 录摘要.Abstract.第1章 绪论.11.1 轻量化设计背景.11.2 轻量化设计意义.11.3 国内外汽车轻量化研究的现状.21.4 本章小结.3第2章 车架轻量化设计的理论基础和方法.42.1 轻量化设计的理论基础.42.2 有限单元法简介.42.3 ANSYS软件介绍.52.4 本章小结.6第3章 车架结构有限元建模.73.1 建立车架几何模型.73.2 将车架几何模型导入Workbench.113.3 定义车架材料并进行网格划分.133.4 施加载荷与约束.143.5 本章小结.16第4章 车架结构有限元静态分析.174.1 选择计算工况.17 4.2 水平行驶工况的模拟

2、与分析.174.3 车轮悬空工况的模拟与分析.194.4 本章小结.22第5章 车架结构的模态分析.2315.1 模态分析的概念.235.2 模态分析理论.235.3 车架模态分析过程.245.4 本章小结.28第6章 车架结构优化设计.296.1 优化设计的概念.296.2 车架的优化设计思路.296.3 优化后车架几何模型.306.4 优化后车架有限元静态分析与对比.336.5 优化后车架动态分析与对比.356.6 本章小结.36第7章 全文总结.37参考文献.39致谢.41II Abstract212 Abstract小型电动汽车车架轻量化设计与仿真摘 要目前，随着科技革命的推动以及人们

3、环保意识的增强，发展新能源汽车已成为汽车行业的必然要求和大势所趋。我国作为汽车生产、消费大国，也必然需要抓住新能源汽车发展的机遇，以发展新能源汽车为契机，实现我国汽车产业的“弯道超车”，缩小与国外汽车产业的差距。新能源汽车种类丰富，包括电动汽车，氢燃料汽车等。但是，新能源汽车相比于传统能源汽车，续航里程是始终绕不开的课题，这也是制约新能源汽车发展的桎梏之一。“轻量化”为解决这一问题提供了可靠思路。不仅对于新能源汽车，轻量化技术对于传统能源汽车也具有重要意义。轻量化材料、轻量化设计与轻量化制造是轻量化学科的三大要素。其中，占据核心地位的是轻量化设计。1本文将以某小型电动汽车的车架设计为例，遵循轻

4、量化设计思路，运用CATIA软件对车架进行参数建模，运用ANSYS软件对车架进行分析，得到轻量化设计的优化结果。关键词：电动汽车；车架；轻量化；建模;仿真1 摘要Lightweight design and simulation of small electric vehicle frameAbstractFor the time being,with the promotion of technological revolution and the enhancement of peoples awareness of environmental protection, the develo

5、pment of new energy vehicles has become an inevitable requirement and trend of the automotive industry.As a big car production and consumption country, China must seize the opportunity of the development of new energy vehicles, in order to develop new energy vehicles as an opportunity to realize the

6、 curve overtaking of Chinas auto industry, and to narrow the gap with the foreign automobile industry.There are many new energy vehicles, including electric vehicles, hydrogen fuel vehicles and so on. However, compared with traditional energy vehicles, the mileage of new energy vehicles is always a

7、problem that cannot be avoided. This is also one of the shackles that restrict the development of new energy vehicles.Lightweight provides a reliable way to solve this problem. Not only for new energy vehicles, lightweight technology for traditional energy vehicles is also of great significance.Ligh

8、tweight materials, lightweight design and lightweight manufacturing are three important elements of lightweight chemistry. Among them, the core position is lightweight design. 1 this article will take a small electric vehicle frame design as an example, follow the light weight design idea, use CATIA

9、 software to model the frame parameters, use ANSYS software to carry on the analysis of the frame, and get the optimization result of the lightweight design.Key words: Electric vehicle; Frame; Lightweight; Modeling22 摘要第1章 绪论1.1轻量化设计背景在中国制造2025中，国家部委已明确指出，将轻量化作为我国汽车产业发展的重要方向。节能减排作为当下汽车行业发展的必然要求，汽车轻量

10、化是解决节约能源和保护环境的重要思路。许多汽车公司，也早就意识到这一问题，提前布局，在轻量化研究上投入了大量的资金与科研力量，取得了一定的成就。相较于二、三十年前的汽车，目前汽车的平均重量已经降低了约一半。但是，在如今新能源汽车成为发展主流，尤其是电动汽车发展势头迅猛的情况下，汽车轻量化仍有深度发展的空间。根据相关实验，表明汽车约四分之三的油耗都与其质量有关，比如滚动阻力、加速阻力、梯度阻力等。汽车整备质量每下降10%，油耗即可下降6-8%，排放下降4%；车辆质量降低100千克，汽车百公里油耗即可降低0.3-0.6升2。因此，对于传统能源汽车，汽车轻量化也具有十分重要的研究价值。轻量化是一门跨多学科的工程科学，由材料力学、计算技术、材料学和制造技术等领域的知识基础构成。轻量化的目标是在给定的边界