基于SIMP理论的电动汽车车身多目标拓扑优化

为在电动汽车车身概念设计阶段得到合理的承载结构,综合考虑静动态特性,进行了多目标拓扑优化。基于带惩罚的实体各向同性材料(SIMP)理论,采用折衷规划法定义静态多工况目标函数,用平均频率法定义动态振动频率目标函数,并通过对各目标函数归一化消除其数量级差异;利用优化准则法更新设计变量进行优化迭代,得到同时满足静态刚度和动态振动频率要求的电动汽车车身拓扑结构。

电动汽车车身结构设计与轻量化策略

在环境保护与治理已经成为重头工作的当前时刻,为了最大限度地改善环境污染问题,近年来我国一直在不断加强清洁型能源的开发与利用,在这样的形势下,电动汽车得到快速推广,并且备受广大消费者的青睐。从整体上说,电动汽车设计对汽车性能和销量具有一定影响,能够促进电动汽车轻量化,减轻汽车自重,有助于强化汽车续航能力。而电动汽车车身结构设计与汽车轻量化有直接关系,因此笔者拟定以电动汽车车身结构设计与轻量化策略为论题展开相关分析,希望能助推电动汽车设计的优化。

电动汽车车身结构设计与轻量化策略探讨

在开展电动汽车设计工作的过程中,需要优先设计其主体构建方案,并在此过程中对其环形结构以及力的传递路径进行充分考虑,并针对其本身的结构开展2D、3D设计工作,制定车身轻量化设计方案,有效提升电动汽车的具体性能。本文针对电动汽车车身结构设计以及轻量化策略进行了探讨,期望能为相关设计工作人员的工作提供助益。

微型电动汽车车身的轻量化

目前对于电动汽车车身轻量化研究中,多数都没能兼顾优化后车身性能、优化效率和精度。为了提高轻量化后车身的性能,提出一种综合考虑质量、刚度与一阶振动模态的多目标优化设计法。将有限元分析法和实验验证相结合,构造了基于材料和尺寸的微型电动汽车车身轻量化方法,确保了优化精度。采用灵敏度分析法确定关键部件厚度为优化模型的设计变量,提高了轻量化研究的效率。与传统的轻量化研究相比,该方法在获得近似最优解的同时能够保证轻量化后的车身性能满足要求,并且提高了计算效率和精度。

概念设计阶段基于混合元模型的纯电动铝合金汽车车身轻量化优化设计

在汽车车身概念设计阶段,针对轻量化设计及优化白车身刚度问题,建立了某款纯电动铝合金汽车车身骨架基于真实接头的简化力学模型。运用灵敏度分析筛选出灵敏度较大部件,然后利用元模型的优化方法(hybrid and adaptive meta-modeling method,HAM)对灵敏度较大部件进行截面厚度优化,使优化目标车身质量得到了降低,同时改善了车身的模态和刚度,根据研究的数据制造了电动车车身。

自然激励下某电动汽车白车身模态参数识别

为了研究电动汽车白车身的动态特性,提出了一种基于自然激励的结构模态参数识别方法。利用此方法对某电动汽车白车身进行了结构模态参数识别,得到了其前三阶结构模态参数。并将利用该方法识别的结果和传统方法识别结果进行了对比,发现固有频率最大误差为1.8%,阻尼比最大误差为13%,振型基本一致,进而验证了方法的正确性。之后利用识别的模态参数结合电动汽车工作特性,对该白车身的动态特性进行了评价。提出的方法不需要专用的激励设备,可应用于不易激励的大型、重型结构模态参数识别。模态参数识别的结果对电动汽车白车身动态特性设计具有一定的指导意义。