【摘 要】
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新能源客车有着载客量大,运输成本低的特点,在公共交通工具中有着重要的地位,续航问题和电安全性问题是新能源客车面临的两个难题。根据研究表明,轻量化设计对汽车续航问题有较大改善,汽车自身质量减轻5%,能源消耗会降低3%左右。新能源客车车身结构布置与传统燃油客车有着很大不同,新能源客车的动力电池布置在车身底盘中部,由于客车侧面缺少前后防撞梁等被动安全结构以及没有足够的缓冲空间,在发生侧面撞击时,容易产生
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新能源客车有着载客量大,运输成本低的特点,在公共交通工具中有着重要的地位,续航问题和电安全性问题是新能源客车面临的两个难题。根据研究表明,轻量化设计对汽车续航问题有较大改善,汽车自身质量减轻5%,能源消耗会降低3%左右。新能源客车车身结构布置与传统燃油客车有着很大不同,新能源客车的动力电池布置在车身底盘中部,由于客车侧面缺少前后防撞梁等被动安全结构以及没有足够的缓冲空间,在发生侧面撞击时,容易产生电安全问题,因此要重视新能源客车侧面被动安全问题。本文以新能源客车车身骨架为研究对象,通过三维制图软件对客车车身骨架进行简化清理,并建立新能源客车车身骨架有限元模型。在水平弯曲、扭转、紧急制动和紧急转弯四种典型工况下对新能源客车车身骨架进行强度和刚度的有限元分析计算,找出车身骨架在不同工况下的最大应力、最大位移数值与位置,并进行车身骨架的自由模态分析,为后续轻量化设计提供参考数据和理论依据。根据国家法规与标准,搭建新能源客车侧面碰撞试验有限元模型,针对客车侧面结构进行安全性分析。分析在不同时刻客车碰撞过程与车身结构变形情况,并对车身骨架吸能效果与车身侧围骨架入侵量进行分析总结。通过电池箱舱门结构变形与电池箱Z向跳动情况来分析新能源客车动力电池安全性。最后根据功能性与结构对称性对客车骨架杆件分组,通过灵敏度分析筛选尺寸优化所需要的初始设计变量,以车身骨架质量最小为目标,以车身骨架杆件厚度为设计变量进行尺寸优化设计。对比优化前后车身骨架的各方面结构性能,验证了在保证车身结构性能的同时,又实现了客车的轻量化设计,使得车身骨架减轻190.82千克,减重率达到14.36%。
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