某微型电动车车架结构的拓扑优化设计
某电动车型的后车架结构优化设计
qiyekejiyufazhan【摘要】随着近年来燃油汽车保有量的持续增长，由此带来的能源紧张与环境污染问题日益凸显，向电动车转型是全世界的趋势，各传统汽车厂家都在着手研究新能源汽车。
新能源汽车对车身结构设计提出了新的要求。
文章介绍了一种新的电动汽车的后车架结构，不仅能够满足动力电池的承载要求，还能给予电池提供组够的安装空间及避荡空间，保证车身受后端碰撞后，电池免受后端碰撞的冲击，提高了受低速后撞车辆的行驶安全性。
【关键词】电动汽车；车架结构；电池保护【中图分类号】U463.32【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2019）04-0051-020引言近年来，世界主要的汽车强国纷纷表示要将新能源汽车提升至国家战略，更是提出了“禁止销售燃油汽车时间表”，同时采取了一些限行措施。
我国也在主动、积极、系统地推动新能源汽车的发展。
基于新能源汽车结构的特点，对汽车车架的设计也提出了更高的要求。
新能源汽车的碰撞性能需要满足相关安全标准和法规，包括《汽车正面碰撞的乘员保护》《乘用车后碰撞燃油系统安全要求》《电动汽车安全要求》《电动汽车碰撞后安全要求》等。
车架是汽车的主要承载、受力部件，其功能类似于人体骨骼，如果人体没有完整的骨骼系统，就不能完成正常的运动。
汽车车架不仅是汽车各个部分连接的节点和基础框架，更是承受载荷的基础构件，其结构设计强度直接关系着汽车的被动安全保护装置、电池部件保护位置、乘员的安全性保护等方面。
本文基于某车型为了解决现有技术中的不足而提供一种电动车后车架组件，通过将左后大梁和右后大梁延长设计，半包围电池，这种设计给予电池提供足够的安装空间及避荡空间，保证车身受后端碰撞后，电池免受后端碰撞的冲击，提高了受低速后撞车辆的行驶安全性。
1背景目前电动汽车后车架通常由左后大梁焊合件、右后大梁焊合件、后地板横梁焊合件、后端梁总成等零件构成。
横梁焊合件前面的空间用于布置动力电池，后面的空间为碰撞缓冲吸能区域，动力电池的安装固定于后大梁焊合件上，一般左右各两个安装点（如图1所示）。
12纯电动汽车车身多目标拓扑优化设计
关 键 词 :碰 撞 相 容 性 ;拓 扑 优 化 ;车 身 结 构 ;轻 量 化
中图分类号:U2 7 0 .2
文 献 标 识 码 :A
doi:1 0 .7 5 1 1/dllgxb2 0 1 5 0 5 00 6
0引言
随着 SUV 和 大 型 乘 用 车 的 增 多,现 今 我 国 逐渐形成了以混合交通模式为主的交通大环境. 实际交通事故统 计 数 据 表 明:绝 大 多 数 汽 车 碰 撞 发生在不同质量 级 别 的 车 型 之 间,两 车 质 量 差 超 过 2 00 kg 以上的情况约占 40 %,而当两车质量相 差一倍 时,事 故 死 亡 率 会 提 高 1 1 .6 倍.其 中 质 量 轻的车辆明显处于不利地位,乘员死亡率 极 高[1]. 这便是忽略碰撞相容性所造成的结果.
电池与控制器 是 纯 电 动 汽 车 的 关 键 部 件,在 确定电池与控制 器 的 安 装 位 置 时,需 从 汽 车 结 构 空间利用率以及 整 车 安 全 的 角 度 出 发,尽 量 将 电 池与控制器布置 于 受 碰 撞 概 率 小 的 部 位.经 综 合 考虑,最终确定进 入 下 一 步 相 容 性 壳 体 优 化 的 模 型 如 图 4 所 示,采 用 * CONSTRAINEDEXTRA-NODES-OPTION 来处理 汽 车 头 部 与 车 身的 点 焊 连 接,采 用 * CONSTRAINED-RIGIDBODIES 来处理控制器与车身的随动关系.
第5 5 卷第5 期 2015年9月
大连理工大学学报 Journal of Dalian University of Technology
Vol.5 5 , No.5 Sept. 2 0 1 5
文章编号:1 000-8 6 0 8(2 0 1 5 )0 5-0484-0 8
纯电动客车车身骨架的拓扑优化设计
Gong Yuting, Li Chulin
Abstract: The finite element analysis of the bus body skeleton was carried out by Hyperworks. The light⁃ weight of the bus body skeleton was investigated based on the topology optimization techniques. The fi⁃ nite element model of the body skeleton was built, and the static analysis and modal analysis were car⁃ ried out. The topology optimization design for the bus body skeleton was performed. Based on the opti⁃ mization result and design principles of the body skeleton, the bus body skeleton structure was extract⁃ ed. The structural performance of the bus body skeleton before and after optimization was compared. and meets the performance requirements.. Key words: finite element; Hyperworks; topology optimization; lightweight The result shows the bus body skeleton, compared with the original one, gets 6.76% weight reduction,
分析纯电动客车车身骨架的拓扑优化设计
分析纯电动客车车身骨架的拓扑优化设计摘要：在环境问题日益突显的今天，国家对于新能源的开发和利用程度正在不断的加深，而随着清洁能源在社会中的作用加大，行业变革也开始在悄然进行。
以汽车行业为例，燃油汽车是汽车行业的主流，但是在目前的大环境下，纯电动汽车的推进已经成为了不可逆转的趋势，可以说在未来的我国，纯电动汽车的大量使用会是必然的结果。
针对这样的趋势进行电动汽车的设计和生产可以较好的抢占市场，为企业的发展打好基础。
在全面推进电动汽车的未来社会中，纯电动客车车身的骨架拓扑优化设计会成为一个研究的重点，所以本文就此问题展开分析，旨在为具体的设计提供理论思路和指导。
关键词：电动客车；车身骨架；拓扑优化；设计纯电动客车在目前的社会中已经得到了推广和应用，从具体的使用效果来看，其环保性比较强，所以国家在大力提倡电动车辆的生产和使用。
电动客车必然会成为未来客车的发展主流，这是从现如今的趋势进行判断和确定的。
从电动客车的具体分析来看，因为动力形式的转变，车身的骨架结构等也会发生明显的变化。
这既是出于动力装置的要求，也是出于安全性的需求。
本文就纯电动客车车身骨架的拓扑优化设计进行分析，旨在为其设计优化工作提供帮助，实现实际上的具体提升。
一、有限元分析要进行纯电动客车车身骨架的拓扑优化设计，需要对骨架的结构受力等情况进行具体的掌握，而这些要素具有综合性和复杂性，需要有科学的方法才能获得较好的结果，所以利用有限元分析法进行具体的分析。
从概念理解来看，所谓的有限元分析指的是用较简单的问题代替复杂问题后再求解。
它将求解域看成是由许多称为有限元的小的互连子域组成，对每一单元假定一个合适的（较简单的）近似解，然后推导求解这个域总的满足条件（如结构的平衡条件），从而得到问题的解。
因为实际问题被较简单的问题所代替，所以这个解不是准确解，而是近似解。
由于大多数实际问题难以得到准确解，而有限元不仅计算精度高，而且能适应各种复杂形状，因而成为行之有效的工程分析手段。
电动汽车桁架式车架结构的拓扑优化设计
基于拓扑优化的车架结构可靠性设计
关 键 词 ：可靠 性 ； 结构 优 化 ： 扑优 化 ： 限元 ； 架 拓 有 车
中 图分 类 号 ： ４ ２３５ Ｕ ６ ．＋ 文 献 标 志 码 ： Ａ 文章 编 号 ： ０ ５ ２ ５ ２ １ ０ — ０ ５ ０ １ ０ — ５ ０（ ０ ０）５ ０ ３ － ４
Ｒｅ ｉ ｂｌｔ ｂａ ｅ ｓｇ ｆ ｒ Ｖｅ ｃ ｅ Ｆｒ ｍ ｅ ｗｉｈ Ｔｏ ｏ ｏ ｉａ ｌ ａ ｉｙ－ ｓ ｄ Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｈｉｌ ａ ｔ ｐ ｌ ｇ ｃ ｌＯｐｔｍ ａ ａ ｉ ｎ ｉ ｚ ｔｏ
摘 要 ： 了 提高 某 载 货 车 车 架 的 力 学性 能并 减 轻 重 量 ， 可 靠 性 理 论 引入 车 架 结 构 的优 化 设计 。 考 虑 了 多 种 行 驶 工 为 将 况 的冲 击 载 荷 对 车 架 的破 坏 作 用 ， 出 多工 况 条 件 下 拓 扑 优 化 结 果 ， 立 满 足 各 总成 的布 置和 实 际 行 驶 要 求 的 新 设 给 建 计 结 构 ， 于 结 构 可 参 数 进 行 了可 靠 性优 化设 计 。 论 分析 和 车 架 的实 际 应 用 基 理 情 况表 明 ， 车 架 设 计 合 理 ， 明该 优 化 设计 方 法 进 行 车 架 结 构 设计 的 有 效 性 和 可 行 性 ， 结 构 优 化 设 计 提供 一 种 该 说 为
基于 优化的 拓扑 车架结构可靠性 设计／ 启志， 燕 余 陈
ｄ ｉ Ｏ３ ６ ４ｉ ｎ１ ０ － ５ ０２ １ ．５０ ９ ｏ： ．９ ９ ．ｓ ．０ ５ ２ ５ ．０ ００ ．０ ｌ ｓ
设 计 － 究 研
基于拓扑优化的车架结构可靠牲设计
余启志 ， 陈 燕
（ 海 工 程 技 术 大 学 高 等职 业 技 术 学 院 ， 海 ２ ０ ３ ） 上 上 ０ ４ ７
电动汽车蓄电池支架拓扑优化
电动汽车蓄电池支架拓扑优化
董宗岐
【期刊名称】《汽车工程师》
【年(卷),期】2024()5
【摘要】为实现蓄电池支架的轻量化,采用变密度法构建拓扑优化模型,进行了蓄电池支架多目标拓扑优化。
结果表明:优化后蓄电池支架质量减轻16.7%,结构性能满足设计要求,并顺利通过实车路试验证。
优化过程表明,拓扑优化方法为结构轻量化设计提供了快速有效的解决方案。
【总页数】6页(P33-38)
【作者】董宗岐
【作者单位】恒大恒驰新能源汽车研究院(上海)有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TM912
【相关文献】
1.电动汽车驱动系统与蓄电池充电一体化混合拓扑研究综述
2.基于拓扑优化的电动汽车白车身优化设计
3.多目标拓扑优化下电动汽车头部结构优化设计
4.基于拓扑优化的电动汽车电池包托盘结构优化研究
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某微车座椅骨架的轻量化拓扑构型设计
某微车座椅骨架的轻量化拓扑构型设计张光亚;龚云云;程一明;程浦【摘要】采用基于变密度法(Solid isotropic Microstructures with Penalization,SiMP)的拓扑优化法对某车后座座椅骨架进行轻量化设计.考虑在安全固定点工况下的座椅强度与刚度性能,建立了座椅和白车身的有限元模型,并通过试验验证了模型的合理性.将该有限元模型转化为基于SiMP的体积约束下柔度最小化模型,通过optiStruct软件进行拓扑优化,并考虑了高强度材料的应用,最终使座椅总质量降低了2.585 kg,得到一种符合强度、刚度和轻量化要求的座椅骨架构型设计方案.【期刊名称】《汽车工程学报》【年(卷),期】2018(008)006【总页数】8页(P423-430)【关键词】座椅骨架;轻量化;拓扑优化;变密度法【作者】张光亚;龚云云;程一明;程浦【作者单位】上汽通用五菱汽车股份有限公司,广西,柳州 545007;广西艾盛创制科技有限公司,广西,柳州 545616;广西艾盛创制科技有限公司,广西,柳州 545616;湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室,长沙 410082【正文语种】中文【中图分类】U463.83座椅是汽车驾驶室的重要组成部件，同时也是主要的安全部件[1]。
它需要在发生交通事故时，对内部乘员进行保护，使伤害降低至最低程度。
因此，在传统的座椅设计思路中往往会选取较大的安全系数，导致座椅设计方案中存在较多的过设计。
这种传统的设计思路已无法适应当前的轻量化趋势。
事实上，如果汽车内外饰件具有相对良好的受力条件和工况，其轻量化的实现也会相对容易许多。
目前，汽车内外饰件的轻量化已受到广大汽车制造商的关注[2]。
国内的座椅轻量化研究起步较晚，20世纪90年代，才陆续有一些学者和研究机构开始了汽车座椅骨架轻量化的研究，但这些研究多限于对座椅骨架的一些过设计结构进行改进和优化，并未对整个座椅骨架进行轻量化设计[3-4]。
电动改装轿车车身结构拓扑优化分析_高云凯
电动改装轿车车身结构拓扑优化分析高云凯 孟德建 姜 欣同济大学,上海,201804摘要:把拓扑优化设计理论引入某电动改装车的承载式车身设计,利用先进的有限元分析软件,在电动改装轿车车身结构拓扑优化分析中实现了多工况、多状态变量条件下的拓扑优化设计,确定了下车身的最佳结构方案,进而在此基础上建立了新的有限元模型,并进行了模态、刚度和强度分析,设计出最终的下车身改造结构。
关键词:电动车;车身结构;拓扑优化;有限元中图分类号:U463.32;TP391.72 文章编号:1004)132X(2006)23)2522)04T opology Optimization A nalysis for Modifying Body Structure of Electric C arGao Yunkai Meng Dejian Jiang Xin Tongji University,Shanghai,201804A bstract :Topology theory was used to the analysis for modifying body structure of an electric car.With the help of advanced FEM software,topology optimization method with multi-case and multi-state varia -bles had been realized in the topology optimization analysis for modifying body structure of electric car,and the optimum structure scheme of underbody w as determined.After setting up new FE model on the basis of topology analysis results,the modal,stiffnenss and strength analysis were carried out,and modifying struc -ture for underbody was designed finally.Key w ords :electric car;body structure;topology optimization;finite element收稿日期:2005)10)17基金项目:国家863高技术研究发展计划资助项目(2001AA501000)0 引言现代汽车工程师认为,应该在车身结构设计的初始阶段引入拓扑优化理论,而不是仅凭经验来设计或改造结构[1]。
沈智达_某车型副车架模态拓扑优化设计
某车型副车架模态拓扑优化设计沈智达陈海树刘双宇华晨汽车工程研究院某车型副车架模态拓扑优化设计Sub-frame Eigenvalue Design Base on TopologyOptimization沈智达陈海树刘双宇（华晨汽车工程研究院）摘要：本文以某车型副车架为例，介绍了基于拓扑优化方法，应用有限元软件HyperWorks 的OptiStruct模块建立有限元模型的过程。
通过优化计算，使一阶扭转模态值达到最佳水平，并对优化结果进行了台架试验对比验证，优化结果可为同类产品设计提供参考。
关键词：拓扑优化，模态频率，副车架，有限元分析，OptiStructAbstract: Based on the optimization theory, this paper introduced the process of building FEA model for sub-frame using the OptiStruct software. The results show that the 1st torsion value reaches the best level, and the actual verification was carried out through the test. The optimized results can be a reference for the similar products.Key words: Topology Optimization, Modal Frequency, Sub-Frame, FEA, OptiStruct1 引言汽车底盘的主要性能是舒适性和操控性，在悬挂系统的设计和匹配上，设计师们都尽可能的用一些复杂结构来实现舒适性和操控性的平衡，而一些对舒适性和操控性影响较大的装备和设计也应运而生，副车架就是一个典型的代表。
副车架实际是一个支撑车桥和悬架的支架，汽车的行走系统（也就是车桥，包括车轮、轮轴、差速器等部件）通过悬架元件先安装在这个支架上，再作为一个整体总成，用起减振抗扭作用的弹性橡胶垫连接到车身上。