《电动汽车桁架式车架结构的拓扑优化设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电动汽车桁架式车架结构的拓扑优化设计（70页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 分类号：分类号：U463 U463 单位代码：单位代码：1011010110 学学 号：号：S20090049S20090049 中中 北北 大大 学学 硕硕 士士 学学 位位 论论 文文 电动汽车桁架式车架结构 的拓扑优化设计 硕士研究生硕士研究生 侯军海侯军海 指导教师指导教师 崔俊杰崔俊杰 副教授副教授 学科专业学科专业 车辆工程车辆工程 2012 2012 年年 4 4 月月 2020 日日 图书分类号图书分类号 U463U463 密级密级 非密非密 UDCUDC注注 1 1 629629 硕硕 士士 学学 位位 论论 文文 电动电动汽汽车车桁架式车架桁架式车架结构结构 的的拓扑优化
2、拓扑优化设计设计 侯军海 指导教师（指导教师（姓名、职称）姓名、职称） 崔俊杰崔俊杰 副教授副教授 申请学位级别申请学位级别 工学硕士工学硕士 专业名称专业名称 车辆工程车辆工程 论文提交日期论文提交日期 2012 2012 年年 5 5 月月 30 30 日日 论文答辩日期论文答辩日期 2012 2012 年年 6 6 月月 3 3 日日 学位授予日期学位授予日期_年年_月月_日日 论文评阅人论文评阅人 张瑞亮张瑞亮 董小董小瑞瑞 答辩委员会主席答辩委员会主席 郭树旺郭树旺 20122012 年年 6 6 月月 5 5 日日 注注 1 1：注明国际十进分类法：注明国际十进分类法 UDCUDC
3、的分类的分类 原原 创创 性性 声声 明明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。承担。 论文作者签名：论文作者签名： 日期：日
4、期： 关于学位论文使用权的说明关于学位论文使用权的说明 本人完全了解中北大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：本人完全了解中北大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；学校可学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；学校可允许学以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；学校可允许学位论文被查阅或借阅；学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位位论文被查阅或借阅；学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；学校可以公布学位论文的全部或部分内容（保密学位论文
5、在解密论文；学校可以公布学位论文的全部或部分内容（保密学位论文在解密后遵守此规定） 。后遵守此规定） 。 签签 名：名： 日期日期： 导师签名：导师签名： 日期：日期： 中北大学学位论文 电动汽车桁架式车架结构的拓扑优化电动汽车桁架式车架结构的拓扑优化设计设计 摘摘 要要 车架作为汽车各总成和部件的承载基体，对整车的动力性、经济性及操控稳定性有着重要的影响，但是由于电动汽车本身的特殊性，使自身质量大大增加，从而给车架的结构设计带来了诸多困难。 本文在拓扑优化理论的基础上，确定了电动汽车车架的设计方案，并在Hyperworks中以柔度最小为目标函数，体积分数为约束建立了车架的三维拓扑模型。为了兼
6、顾车架各方面的结构性能，首先对弯曲工况和扭转工况进行了拓扑优化，得到了单工况条件下的车架结构，其次将弯曲工况、扭转工况、制动工况、转弯工况、碰撞工况及模态工况通过加权应变能的方法进行了拓扑优化，得到了多工况条件下的整体车架的载荷传递路径。通过对拓扑优化结果的分析，并结合车架的可靠性原则和制造工艺，最终设计出了电动汽车的桁架式车架结构。 对车架结构进行板壳单元离散，分别在弯曲工况、转弯工况、制动工况、扭转工况下进行有限元分析，求得典型工况下车架的整体位移及应力分布情况，最后对所设计的桁架式车架进行了模态分析。 研究结果表明，通过拓扑优化设计能使车架获得良好的静态特性和动态特性，不仅为车架的产品设
7、计、改造和优化提供参考，同时也为车架的轻量化设计提供了依据。 关键词：关键词：车架，拓扑优化，有限元分析，模态分析 中北大学学位论文 The topological optimization design of Electric Vehicle Frame Structure Abstract As the bearer of the frame car parts matrix, the dynamic has an important influence on the stability control，vehicle dynamic quality and economical effi
8、ciency. But because of the particularity of the electric car itself and make their own quality significantly increased, so it brings difficulties to the frame structure design. This paper based on the theory of topological optimization, and determined the electric car frame design scheme. It also se
9、ts up three-dimensional frame topological model in Hyperworks software, and it takes the flexibility minimum as object function. In order to give attention to the aspects of the frame structure performance, we first need to bending and twisting the working conditions of topological optimization, so,
10、 we can get a single-conditions of the frame structure. Next we will bend torsion working conditions, braking condition, turn working conditions and modal collision conditions through the weighted strain can the methods of topological optimization, so we can obtain The overall frame of load transfer
11、 of the path under Working conditions .we finally design out of the electric car frame structure Through analyzing the topological optimization results, and combine with the reliability of the frame principles and manufacturing process. Through discrete frame structure to the plate and shell element
12、, the finite element analysis is applied respectively in bending condition, turning condition, and braking condition, reverse working conditions, then, we can get the whole stress and displacement distribution of frame structure in typical working conditions , and finally the frame modal analysis is
13、 analyzed. The result proves that we can make the frame for good static characteristic and dynamic characteristics through the topological optimization design. It not only provides reference for 中北大学学位论文 frame designing, modifying and optimization, but also for the lightweight frame designing. Key words: frame，topological optimization design，finite element analysis， model analysis 中北大学学位论文 I 目目 录录 1 1. .绪论绪论 1.11.1 课题的研究背景和意义课题的研究背景和意义 . 1 1 1.2 1.2 国内外研究现状国内外研究现状 .
