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《湖南大学》 2016年
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某微型纯电动轿车正面碰撞安全仿真分析研究

陶泽  
【摘要】:当今,极端天气出现的频率不断增加,由此造成的损失越来越大,导致这些发生的重要原因就是人类活动造成的空气污染,汽车尾气的排放就是造成空气污染的其中一个主要原因,因此,人们更加倾向于更环保的纯电动汽车。随着纯电动汽车保有量的不断增加,如何提高纯电动汽车的安全性能成为研究人员的重点研究方向。参考传统燃油车每年交通事故造成的人员伤害和财产损失情况,纯电动汽车的安全性主要指的是碰撞安全性。本文旨在研究纯电动汽车的正面碰撞性能和纯电动汽车的轻量化问题,探讨如何在对纯电动汽车进行轻量化的同时不影响纯电动汽车的正面碰撞性能,以及纯电动汽车正面碰撞中的关键部件前纵梁的轻量化设计。本文建立了某款纯电动汽车的有限元模型,对其进行了正面碰撞仿真计算,将得到的仿真数据与试验数据相比较,判定模型的精确性,然后对正面碰撞的关键部件和数据进行详细的分析研究,初步掌握整车碰撞性能的好坏。针对前纵梁在碰撞过程中的较差表现,决定对前纵梁进行优化设计。本文运用了一种结合生产成本和乘员安全性的前纵梁轻量化优化设计方法。以前纵梁内板、外板和加强板为研究对象,将材料、厚度分别作为离散型、连续型设计变量,由于头部伤害指标值(HIC)是评价正面碰撞安全性的重要指标,因此选用材料成本以及HIC作为约束条件;最后,运用克里金法、遗传算法以及果蝇优化算法对前纵梁进行轻量化优化设计。确定优化方法后,先对比仿真模型加速度曲线与实车试验加速度曲线来验证模型的有效性,然后对前纵梁进行优化仿真计算。与优化前的前纵梁相比,经过优化后的前纵梁,乘员头部损伤指标值(HIC)降低0.9%,吸能性能提高了9.65%,质量减轻了11.05%,且前纵梁变形模式得到改善,在对前纵梁进行轻量化的同时也在一定程度上改善了车辆的正面碰撞安全性能。本文的研究成果对电动汽车其它部件的轻量化优化设计也具有参考意义。
【学位授予单位】:湖南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:U467.14

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