考慮碰撞荷載的電動保潔車車架輕量化研究.pdf

1、某款電動保潔車在城市環(huán)衛(wèi)場合應(yīng)用愈加廣泛，但是車載電池的比能量較低，對其進行輕量化研究非常有必要。車架作為汽車的核心部件，結(jié)構(gòu)特點直接影響著汽車的性能。
　　以改善車架靜、動態(tài)性能為目的，應(yīng)用拓撲優(yōu)化以及有限元法對車架力學(xué)性能進行了研究。首先對車架進行了考慮碰撞荷載的多目標(biāo)拓撲優(yōu)化，獲得車架在碰撞荷載下的最佳結(jié)構(gòu)分布；然后利用CATIA對改進方案進行了參數(shù)化設(shè)計，改進后車架的總質(zhì)量降低了3.3％；最后對改進前后車架進行了靜力學(xué)分析

2、、模態(tài)分析以及正面碰撞分析，通過對比得出車架的整體強度以及前5階自然頻率均有所提高，彎曲剛度、扭轉(zhuǎn)剛度比原車架分別提高了9.96%、10.37%，正面碰撞駕駛室變形量比原車架減少12.76mm，驗證了車架基于碰撞荷載的多目標(biāo)拓撲優(yōu)化方法的的正確性和可行性。
　　針對改進后車架靜力學(xué)分析中的最危險工況，基于組合優(yōu)化算法利用Isight集成CATIA與ABAQUS，以車架3種主要矩形梁截面參數(shù)為設(shè)計變量，對車架進行了輕量化研究。經(jīng)過5

3、26次全局搜索尋優(yōu)以及104次局部尋優(yōu)達到收斂，集成優(yōu)化后車架取型鋼標(biāo)準(zhǔn)后的總質(zhì)量為240.402kg，比原車架的總質(zhì)量273.153kg降低了11.99%。集成優(yōu)化后車架最大等效應(yīng)力為163.8Mpa，滿足強度要求；正面碰撞駕駛室塑性變形量比原車架減少了7.08mm，實現(xiàn)車架輕量化為目標(biāo)的同時，提高了整車的耐撞性。
　　將正面碰撞工況作為荷載施加到多目標(biāo)拓撲優(yōu)化中，對于研究車架結(jié)構(gòu)耐撞性優(yōu)化具有重要的參考價值；采用 Isight