电动客车车架等寿命轻量化研究综述.pdf

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1、第５４卷第２期农业装备与车辆工程２０１６年２月Ｖｏｌ．５４Ｎｏ．２ＡＧＲＩＣＵＬＴＵＲＡＬＥＱＵＩＰＭＥＮＴ&ＶＥＨＩＣＬ农业装备与车辆工程ＥＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＦｅｂｒｕａｒｙ２０１６２０１年６ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３－３１４２．２０１６．０２．００４电动客车车架等寿命轻量化研究综述周美施，尹怀仙，张铁柱，张洪信，刘高君（２６６０７１山东省青岛市青岛大学机电工程学院）［摘要］对国内外电动客车车架等寿命轻量化技术的研究现状进行阐述，并指出了在现今研究中的不足和问题。提出车架等寿命模型，基于有限元分析结果在疲劳分析软件中求解疲劳寿命，基于等寿命模

2、型的轻量化分析来减轻车架质量。最后集成ＣＡＤ工具、有限元应力和变形分析、疲劳寿命分析及电动客车架多学科优化模型，反复优化直到目标收敛的分析方法，得到集成轻量化方法。［关键词］电动客车；车架；等寿命；集成轻量化［中图分类号］Ｕ４６３．３２；Ｕ４６９．７２［文献标志码］Ａ［文章编号］１６７３－３１４２(２０１６)０２－００１４－０４RｅｓｅａｒｃｈｏｎEｌｅｃｔｒｉｃPａｓｓｅｎｇｅｒCａｒＦｒａｍｅLｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔｗｉｔｈEｑｕａｌＦａｔｉｇｕｅLｉｆｅZｈｏｕＭｅｉｓｈｉ，YｉｎＨｕａｉｘｉａｎ，ZｈａｎｇＴｉｅｚｈｕ，ZｈａｎｇＨｏｎｇｘｉｎ，ＬｉｕＧａｏｊｕ

3、ｎ（ＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｌｌｅｇｅ，ＱｉｎｇｄａｏＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＱｉｎｇｄａｏＣｉｔｙ，ＳｈａｎｄｏｎｇＰｒｏｖｉｎｃｅ２６６０７１，Ｃｈｉｎａ）［Aｂｓｔｒａｃｔ］Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｅｑｕａｌｌｉｆｅｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｅｌｅｃｔｒｉｃｂｕｓｅｓ，ｓｈｏｒｔｃｏｍｉｎｇｓａｎｄｄｅｆｉｃｉｅｎｃｉｅｓｏｆｒｅｓｅａｒｃｈｅｓａｔｈｏｍｅａｎｄａｂｒｏａｄａｒｅｐｏｉｎｔｅｄｏｕｔ．Ｅｑｕａｌｌｉｆｅｍｏｄｅｌｉｓｆｉｒｓｔｌｙｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅｆａｔｉｇｕｅｌｉｆｅｉｓｓｏｌｖｅｄｉｎｖｉｅｗｏｆｆ

4、ｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔ，ｗｈａｔ’ｓｍｏｒｅ，ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔｆｒａｍｅｂａｓｅｄｏｎｅｑｕａｌｌｉｆｅｉｓｔａｋｅｎａｓａｍｕｌｔｉ－ｏｂｊｅｃｔｉｖｅｔｏｄｏｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｄｅｓｉｇｎ．ＣＡＤｔｏｏｌｓ，ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｓｔｒｅｓｓ，ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓ，ｆａｔｉｇｕｅｌｉｆｅａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｅｌｅｃｔｒｉｃｐａｓｓｅｎｇｅｒｐｌａｎｅｓａｒｅｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｉｎｔｏｍｕｌｔｉｄｉｓｃｉｐｌｉｎａｒｙｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｏｄｅｌ，ａｎｄｔｈｅｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｌｉｇｈｔｗｅ

5、ｉｇｈｔｍｅｔｈｏｄｉｓｏｂｔａｉｎｅｄ．［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］ｅｌｅｃｔｒｉｃｐａｓｓｅｎｇｅｒｃａｒ；ｆｒａｍｅ；ｅｑｕａｌｆａｔｉｇｕｅｌｉｆｅ；ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ０引言限。车架实现等寿命设计将使车架在满足性能和成本要求的前提下质量最轻。等寿命模型包括３我国石油资源相对短缺，石油进口量逐年增个层面的内容：车架各结构件应力强度因子的概加，而石油的最大消耗在交通运输行业。因此，发率分布、基于应力强度因子的概率损伤模型（寿命展电动汽车，减少交通运输业对石油资源的依赖模型）、基于位移或时间寿命因子的结构寿命相等[１]既可以缓解资源紧缺，同时又减轻了

6、环境污染。方程。现今车架设计强度以及疲劳寿命大部分存在较大冗余，电动汽车的质量与其本身携带能源有直接１车架疲劳分析的研究现状的关系。电池质量大、电池储电量影响汽车续航能结构疲劳是指结构在一定载荷值范围内（此力等问题是制约电动汽车发展的关键原因。而对载荷值小于结构的极限静载荷），承受重复性载荷于电动汽车车架的轻量化技术研究也显得极为重而产生的一种现象。疲劳过程就是由于材料或结要。在现今的车架轻量化研究中，往往忽视车架的构受到载荷的重复作用，导致结构或材料内部的疲劳强度和疲劳寿命。然而，汽车零部件的损坏大损伤累积过程。疲劳分析的主要原理就是疲劳累[２]都为结构振动导致的疲

7、劳破坏。因此，单纯考虑积损伤理论，而Ｍｉｎｅｒ线性累计损伤法则是疲劳车架静强度和静刚度的优化分析方法往往不能满累积损伤理论中最常用的法则。该法则认为在交足车架的使用要求。本文提出车架结构件等寿命变载荷的作用下，疲劳累积损伤为线性叠加的，当模型，即车辆报废时，车架结构同时达到寿命极损伤累积到某一临界值时，结构或材料就发生疲[３]劳破坏。当结构或材料发生破坏时，其最大应力基金项目：国家高技术研究计划项目(Ｎｏ．２０１４ＡＡ０５２３０３)，山东省值依然低于材料的强度极限，甚至比材料的屈服科技发展计划项目(Ｎｏ．２０１４ZZＣＸ０５５０１，Ｎｏ．２０１４ＧＧ