纯电动城市客车车架有限元分析及轻量化设计

结果表明,轻量化后的车架满足各方面要求。
将处理完成的模型导入ANSYS Mechanical中进行静强度计算;导 入RADIOSS中进行模态分析。分析结果表明,扭转工况是车架应 力条件最差的工况,最大应力为170.04MPa;车架一阶模态频率为 5.76Hz,避开了路面激振频率,而第八阶模态频率为31.90Hz,与 客车传动轴频率相近,因此提出需要优化。
纯电动城市客车车架有限元分析及轻 量化设计
资源短缺、环境恶化使新能源汽车成为人们关注焦点。新能源 汽车普遍采用纯电动或混合动力,特别是纯电动汽车因其零排放 与理想的节能效果而备受关注。
汽车轻量化设计可以提高整车性能,达到节能减排的目的,因此 对纯电动城市客车进行基于有限元分析基础上的轻量化设计,具 有很好意义。针对某纯电动城市客车车架,在SolidWorks三维建 模软件中建立车架三维模型,将车架模型导入ANSYS SpaceClaim 中抽取中间面,简化模型,在HyperMesh中进行几何清理、划分网 格等有限元前处理。
分析结果表明,基于动态载荷的车架最大应力为196.8MPa,车架 有较大的优化空间。在Optistruct中,以车架质量最小为优化目 标,以某些应力条件好、变形小的梁为优化设计变量,以车架的 应力、位移以及模态为响应,对车架进行多目标优化,使优化后 的车架质量减轻13.53%。
对优化后的车架进行强度、刚度以及模态校核。分别校核满载 弯曲、扭转、紧急制动、急转弯等四个工况,发现最大应力发生 在急转弯工况,为202.00MPa,此时安全系数为1.70,最大变形为 7.65mm;观察模态分析结果,车架一阶模态频率为6.21Hz,第七阶 模态频率为26.97Hz,第八阶模态频率为33.15Hz,能够避开路面ห้องสมุดไป่ตู้激振频率1~3Hz以及传动轴激励30Hz。
为提高有限元分析的准确性,提出在ADAMS/car中搭建客车的整 车模型,提取客车载荷的动载荷,基于动载荷对车架进行仿真分 析。在ADAMS/Car中搭建整车模型,导入C级路面模型,提取扭转 工况以及满载弯曲工况下与车架连接的各载荷的动态载荷峰值 力,将动态载荷力加载到车架的有限元模型中,对车架进行有限 元分析。