基于响应面近似模型的微型电动汽车轻量化设计研究

来源 :中国石油大学(华东) | 被引量 : 0次 | 上传用户:b329066975
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随着汽车工业技术的发展,汽车轻量化技术在汽车研发过程中起到了越来越重要的地位。对于微型纯电动汽车而言,汽车轻量化技术不仅仅能够起到环保的作用,而且能够增加电动汽车的续航里程。轻量化技术涉及到白车身结构的刚度、强度以及模态频率,因而对白车身进行有限元分析变得很有必要。针对轻量化这一目标,本文的主要研究内容包括:(1)使用CATIA三维制图软件对某款微型电动汽车进行重构,略去其中一些非支撑件以及装饰件,对其建立有限元车身模型,分析了其静态条件下的刚度、强度性能以及自由模态下的前六阶频率,并在垂直工况、转弯工况及制动工况三种典型工况下对其进行静强度分析,为之后的轻量化做好准备工作。(2)选取白车身地板部分结构的6个部件作为目标,将其厚度作为设计变量,使用优化的拉丁超立方试验设计方法进行采样,抽取了40组样本点,将白车身的质量以及模态一阶频率作为输出响应,使用有限元软件计算各组对应的响应值,将变量和响应值采用响应面近似模型进行拟合。(3)将白车身质量最小化作为目标函数,将白车身的一阶模态频率值作为约束条件,使用多岛遗传算法全局优化,最后得到一组最优的厚度组合。重新建立优化后的有限元模型,计算出相应的响应值,验证优化结果的拟合效果,对比优化前后各性能参数,查看轻量化的效果。最终结果表明:对白车身地板部分结构进行轻量化优化,在不降低白车身整车性能参数的情况下,对地板部分结构减重10.69%,进而使白车身整车重量减轻3.8%,成功的达到了轻量化的目标。
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