某型电动汽车正面碰撞分析与结构优化设计

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1、学校代号10532学号S1502W0253分类号U461.91密级公开工程硕士学位论文某型电动汽车正面碰撞分析与结构优化设计学位申请人姓名陈灿培养单位机械与运载工程学院导师姓名及职称尹汉锋副教授李端峰高工学科专业车辆工程研究方向结构设计与耐撞性优化论文提交日期2018年4月20日学校代号：10532学号：S1502W0253密级：公开湖南大学工程硕士学位论文某型电动汽车正面碰撞分析与结构优化设计学位申请人姓名：陈灿导师姓名及职称：尹汉锋副教授李端峰高工培养单位：机械与运载工程学院专业名称：车辆工程论文提交日期：2

2、018年4月20日论文答辩日期：2018年5月15日答辩委员会主席：程军圣教授FrontalImpactAnalysisandStructureOptimizationDesignofaCertainElectricVehiclebyCHENCanB.E.(HunanUniversityofTechnology)2011AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinVehicleEn

3、gineeringintheGraduateschoolofHunanUniversitySupervisorAssociateProfessorYINHanfengSeniorEngineerLIDuanfengMay,2018某型电动汽车正面碰撞分析与结构优化设计摘要随着经济的快速发展，人们生活水平的不断提高，普通大众对汽车的需求是越来越旺盛。由于传统燃油汽车在使用过程中会造成众多污染，而当今社会，“节能减排、绿色低碳”的环保理念已经深入人心。因此，国家目前是大力提倡和发展新能源汽车，电动汽车便是其中的领头羊

4、。然而，与传统燃油汽车相比，电动汽车在动力组成上存在较大差异，研究电动汽车的碰撞安全性问题更有其特殊性，基于此，为保障人民群众的生命财产安全，探索如何有效提高电动汽车在碰撞过程中的安全性能便理所当然地成为研究人员的研究焦点所在。本文的研究对象为某企业正在研发的一款纯电动汽车，通过理论分析、有限元建模以及数值仿真计算等方法，系统研究了该款电动汽车的正面碰撞安全性能，后期针对电动汽车车身的关键部件进行了轻量化优化设计。本文首先建立了某型号电动汽车的有限元模型并进行正面碰撞数值仿真计算，之后对仿真计算结果进行可信性分析

5、，判定模型的精确度；然后对关乎正面碰撞性能好坏的关键数据和整车及关键部件变形情况进行了详细分析，以此来评估该款电动汽车的正面碰撞安全性能；最后，针对正面碰撞过程中的关键吸能部件，即前防撞横梁、前吸能盒以及前纵梁这三者组成的整体进行轻量化优化设计。在优化过程中，以前防撞横梁、前吸能盒以及前纵梁的厚度作为连续设计变量，以结构总质量M作为目标函数，由于B柱下端加速度值以及前围板侵入量是评价汽车碰撞安全性能的重要指标，因此选用B柱下端加速度峰值和前围板侵入量最大值作为约束条件；之后，运用径向基函数法代理模型以及遗传算法对

6、其进行优化。为了节省优化仿真计算时间，对有限元模型进行了适当简化并验证了模型的有效性；仿真计算结果表明，与优化前相比，经过优化后的前防撞横梁、前吸能盒以及前纵梁这三者组成的整体，质量减轻了4.22%，B柱下端加速度峰值降低了1.80%，前围板侵入量最大值减少了4.76%，电动汽车的正面碰撞安全性能得到了一定程度地改善，同时结构轻量化取得了较好的效果。关键词：电动汽车；正面碰撞；有限元仿真；轻量化优化设计；遗传算法II工程硕士学位论文AbstractWiththerapiddevelopmentoftheecono

7、myandthecontinuousimprovementofpeople'slivingstandards,thedemandforautomobilesisbecomingmoreandmorevigorousbythegeneralpublic.Duetothefactthatthetraditionalfuelautomobileswillcauseagreatdealofpollutionduringtheuseprocess,today'ssociety,theconceptof"energysavi

8、ng,emissionreduction,greenandlowcarbon"hasbeendeeplyrootedintheheartsofthepeople.Therefore,thecountryisnowvigorouslypromotinganddevelopingnewenergyvehicles,andelectricvehiclesaretheleadin