e-works数字化企业网  »  文章频道  »  产品创新数字化(PLM)  »  CAD

电动车车身正向概念轻量化设计

2018/6/14    来源:机械设计与制造    作者:武敬伟  胡朝辉  丁晓明  张光亚      
关键字:电动车  正向概念设计  轻量化  拓扑优化  
对某铝合金电动车车身进行了正向概念轻量化设计,建立了静动态工况下的车身拓扑模型,进行了基于动静态性能驱动的整车拓扑优化,确定了车身框架结构,并对拓扑优化结果并进行了工程修正,建立了几何结构初始模型。

4 车身简化力学模型建立与优化

    4.1 简化力学模型构建

    为建立简化力学模型,对车身框架结构进行简化:

    (1)在尽可能接近真实模型情况下,选取主要的承载梁,暂不考虑用于电池等附件布置的梁。

    (2)依据车身形状采集车身结构主要的特征点和特征数据,并在全局坐标系中记录每个特征点的坐标。

    在Hypermesh软件中,车身梁结构单元使用CBEAM单元建立并赋予截面属性,相邻梁之间通过rbe2单元连接。车身框架梁使用等厚度薄壁矩形截面铝合金型材。铝合金弹性模量E为70GPa,泊松比μ为0.3,密度ρ为2.7×10-6kg/mm3。各个截面初始值高、宽、厚(h、b、t)分别设为30、30、2mm。

    最终得到车身简化力学模型,该简化力学模型中包含左、右侧围和12根横梁。

    4.2 梁结构截面优化

    车身的侧围17个梁单元的编号,如图3所示。以侧围的梁结构为优化对象,选取各个梁截面的截面参数h、b和t作为设计变量:

公式

侧围梁单元编号

图3 侧围梁单元编号

    对整车进行弯曲工况加载,以质量最小化为目标函数,并约束截面以及弯曲刚度,优化的数学模型为:

优化的数学模型

    对于单目标优化问题,遗传算法能快速有效收敛到全局最优解。基于遗传算法进行优化计算,在满足弯曲刚度的工况下,优化后梁截面几何尺寸参数,如表1所示。

表1 优化后侧围梁截面参数

优化后侧围梁截面参数

责任编辑:程玥
本文来源于互联网,e-works本着传播知识、有益学习和研究的目的进行的转载,为网友免费提供,并以尽力标明作者与出处,如有著作权人或出版方提出异议,本站将立即删除。如果您对文章转载有任何疑问请告之我们,以便我们及时纠正。联系方式:editor@e-works.net.cn tel:027-87592219/20/21。
e-works
官方微信
掌上
信息化
编辑推荐
新闻推荐
博客推荐
视频推荐