电动汽车拖曳臂的轻量化设计与研究

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1、分类号：密级：ＵＤＣ：学号：４０５９０６３１５０１２南昌大学硕士研究生学位论文电动汽车拖曳臂的轻量化设计与研究ＴｈｅＬｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔＤｅｓｉｇｎａｎｄＳｔｕｄｙｏｆｔｈｅＴｏｗｉｎｇＡｒｍｏｆＡｎｅｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅ蒋兴旺培养单位（院、系）：机电工程学院指导教师姓名、职称：杨湘杰教授申请学位的学科门类：工学学科专业名称：材料加工工程系论文答辩日期：２０１８年５月２６日答辩委员会主席：评阅人：２０１８年月日摘要摘要本文以

2、电动汽车拖曳臂这一零部件作为研究对象，讨论其轻量化的可行性。在保证使用条件的前提下，根据合作公司提出的要求，对其进行结构优化设计提出了5种不同的方案。通过对不同方案间进行计算机有限元力学分析和质量分析，确定了拖曳臂这一汽车零件的最优结构，其CAE分析下受到最大应力最小值为82.8MPa，质量为1.35kg。基于最优结构的基础上采用压铸成形的工艺对其进行试生产，为探究其成形工艺的可行性设计了3种不同的浇注系统，利用数值模拟软件Anycasting选出了锥形多流道的最优浇注系统方案，并且模拟了拖曳臂零件压铸工艺的成形过程，确定

3、了其最优的工艺参数，即浇注温度为680℃，压射速度为30cm/s，模具温度为220℃。通过对拖曳臂零件的试生产，试制出了表面质量优良、内部缺陷较少的拖曳臂零件，利用先进的工业CT扫描技术和显微组织分析技术相结合，发现拖曳臂的内部缺陷很少，经过力学性能检测，拖曳臂的屈服强度在180MPa左右，符合设计要求，能够满足合作公司的要求。拖曳臂作为一种大型的结构件，本文通过理论分析和实践生产借助于计算机CAE分析方法对汽车拖曳臂零件进行了轻量化设计，具有重要意义，为汽车大型零部件的结构优化设计提供借鉴，实践证明设计方案既满足拖曳臂使

4、用条件，又实现了其轻量化的目的，采用压铸成形的工艺，不仅保证了产品质量，而且实现了短流程工艺生产，大大减少了生产成本。关键词：轻量化；结构优化；数值模拟；压铸工艺IAbstractABSTRACTThefeasibilityoflightweightinganalysiswasappliedinthetrailingarmofanelectricvehicle.Asaprerequisite,toensuretheserviceconditions,fivedifferentschemeswereproposedforit

5、sstructuraloptimizationdesign,accordingtothecompany'srequirements.theoptimumstructureofthedraggingarmisdeterminedbycomputerfiniteelementmechanicsanalysisandqualityanalysisbetweendifferentschemes.ThemaximumstressundertheCAEanalysisis82.8MPaandthemassis1.35kg.Basedo

6、ntheoptimalstructure,trialproductionwascarriedoutusingdie-castingprocess.Threedifferentcastingsystemsweredesignedtoinvestigatethefeasibilityoftheformingprocess.ThenumericalsimulationsoftwareAnycastingwasusedtoselectthemostconicalmulti-channels.Theinjectionsystemwa

7、soptimized,andtheformingprocessofthedragarmpartsdie-castingprocesswassimulatedandtheoptimumprocessparametersweredetermined.Thecastingtemperaturewas680°C,theinjectionspeedwas30cm/s,andthedietemperaturewas220°C.trailingarmswithexcellentsurfacequalityandfewinternalde

8、fectsweretrial-produced.UsingadvancedindustrialX-raytechnologyandmicrostructureanalysistechnology,itwasfoundthattherewerefewinternaldefectsinthetrailing