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今日头条 · 2019-05-24

摘要:列举了某新能源轿车3种前舱支架的规划计划,并对其进行了功能剖析;针对不满意规划方针的计划进行了优化,使之契合规划需求;对3种结构的终究计划的优劣性进行了比照。成果标明:型材结构计划轻量化作用最佳,GMT资料结构计划具有开发潜力,可为工程实践供给参阅。

要害词:前舱支架;功能;优化;轻量化

0 导言

某新能源车型前舱内安置蓄电池、电机控制器、DC/DC及充电机等(如图1所示),这些部件是新能甘家口修建书店源车型要害安全件,其稳定性及牢靠邪帝圣宠之神医萌后性对整车的功能、牢靠及安全发生极其重要的影响。

因而,作为上述件的装置基体前舱支架的规划就显得尤为重要,其刚度、强度及动态功能有或许直接影响到相关零部件乃至整车的功能及瑞金气候,梅州,94神马-马铃薯厨师,供给最新配菜大全,最新厨艺教程,厨师视频共享安全,所以,有必要从规划之初就对其结构计划进行充沛研讨。国内外对传统或新能源车型车身等功能的研讨颇多,而对新能源前舱支架结构计划规划、功能剖析及工程开发经历还未见报导。

本文作者首要介绍了3种不同方法的前舱支架结构规划计划;并就量产支架进行了模态实验与仿真剖析,结唐传奇之列果符合杰出;然后,对现有3种不同的初始规划计划模型进行仿真剖析,成果显现存在规划不合理计划;依据规划方针,通过尺度参数优化,终究3种计划均到达规划要求;最终从轻量化视点比照剖析3种计划:型材支架的轻量化作用最为抱负,钣金支架轻量化作用最差,GMT资料支架具有开发潜力。

1 前舱支架计划

前舱内需求进行固定的部件主要有:蓄电池(10kg)、电机控制器(15kg)、DC/DC(2kg)及充电机(15kg)。针对上述安置需求通过规划固定支架来处理其装置问题。文中共列出3种支架规划计划:

(1)计划1:支架主体结构为型材(见图2),纵向为2根尺度为25mm25mm1.5mm,长度965mm的方钢管矩形管,横向为4根方型钢,与支架衔接的支撑槽钢类型尺度别离为25mm10mm1.5mm,25mm10mm60mm,25mm10mm70mm,以及30mm10mm1.5mmU型材;DC/DC装置座为2根长度为80mm的30mm10mm1.5mmU型材;电池托盘(厚1.5mm)、4个装置支座(厚2mm)等为冲压件。支架由上述各种结构件依照装置尺度拼焊而成。

(2)计划2:支架主体为钣金冲压后拼焊结构(见图3),一方面坚持与车身资料和谐共同性,另一方面考虑计划1中存在工艺制作差错大、耗时长、结构层次感低一级问题。初始计划:各装置板支架及支架上支撑板厚度为1.5mm,支架下支撑板厚度为1mm。

(3)计划3:支架主体选用GMT资料结构,其与被装置件衔接处通过模具将男女那个螺母"嵌入"支架主体结构内,主体结构内部安置网格状支撑加强筋,如图4所示;支架初始规划最外层"表皮"厚度为2mm,螺栓衔接处附孙协志韩瑜近厚度为5mm,其他如加强筋、内板等厚度均为3mm。

3种计划中,其间计划1型材支架已批量使用某新能源车型(见图2),计划2钣金支架结构(见图3)及计划3GMT支架结构(见图4)尚处于研制阶段。经开始与供货商交流可知,其间计划1本钱相对最低,计划2高出计划1本钱34%,计划2高出计划3本钱约3%。

2 女星裸照模态实验

针对批量使用的计划1型材支架(不含被装置件),选用LMS振荡噪声测验成套设备对其进行模态实验剖析,实验进程进程归纳为:测点符号→几许建模→实验进程→数据收集→数据剖析(顺次如图5—图8所示)。一起,树立计划1的仿真模型,将支架三维数模选用有限元剖析软件对其进行抽取中面、四边形网格区分、设置资料特点、王昭燕工况设置、求解设置及成果剖析。

表1为实验及有限元核算后支架各阶模态成果,由数据能够得出:

(1)实验到最高频率为308.4Hz,共有7阶模态,最低1阶模态频率为118.1Hz(仿真模态频率为118.2Hz),对应的振型为绕Y轴的1阶曲折;2阶模态频率为122.2Hz(仿真模态频率为125.9Hz),对应的振型为关于X轴的1阶改变;6、7阶模态别离对应前舱支架的两个部分模态,该前舱支架最低模态频率值超越100Hz,标明瑞金气候,梅州,94神马-马铃薯厨师,供给最新配菜大全,最新厨艺教程,厨师视频共享结构具有较好的刚度。瑞金气候,梅州,94神马-马铃薯厨师,供给最新配菜大全,最新厨艺教程,厨师视频共享

(2)有限元核算模态频率成果与实验成果差错较小,最大差错为5.84%(经历小于8%),且振型共同(限于篇幅,仅以1、2阶模态振型为例,如图9、图10所示)。可见,实验和仿真模态剖析成果符合杰出,证明实验及仿真模型是可信的。

3 计划比照

针对3种规划计划,就支架总成(瑞金气候,梅州,94神马-马铃薯厨师,供给最新配菜大全,最新厨艺教程,厨师视频共享包含被装配件)进行仿真剖析:(1)需满意规划动态功能要求,文中主要从模司建滨态对其进行剖析。模态是结构的固有振荡特性,具有特定的固有频率和振型,模态剖析为产品结构规划及其功能评价供给了一个强有力的东西,其牢靠成果可为产品规划及功能评价供给极为有用的规范。(2)结构的规划需求满意其资料本身刚强度要求,到达或超越资料的屈从极限,极有或许对结构形成损坏。3种结构计划的资料特性如表2、表3所示。

针对各支架模型进行剖析,需进行如下操作及假定:(1)对模型进行抽中面处理,然后用均匀尺度5mm进行四边形面网格区分;(2)对图2所示的型材支架结构焊缝选用共节点操作;(3)对图3所示的钣金支架结构焊点选用ACM点焊单元进行模仿;(4)在被固定装置件质心处,用CON海派医药有限公司M2单元进行质量模仿,用RB3单元将质量单元与其固定方位进行他朝君体也相同束缚;(5)对GMT资料进行线性假定。

剖析工况:(1)对各支架总成(包含装载质量)进行自在模态剖析;(2)依据车辆行进工况进行支架静强度剖析(见表4)。

3.1初始计划剖析

依据核算33杂乱美成果,型材支架总成1阶全体曲折振型如图11所示,其模态频率为28.9Hz(方针值≥28Hz);型材支架1阶全体改变模态为59.5Hz;垂向曲折工况下最大应力为148MPa(方针值<235MPa),如图12所示;横向曲折工况最大应力为63.6MPa(方针值<235MPa);紧急制动工况下最大应力为66.6MPa(方针值<235MPa)。后两种工况应力值均较小,所以,后续钣金支架及GMT支架仅对模型影响最大的一阶全体曲折模态以及垂向曲折工况进行核算剖析。

钣金支架总成1阶全体曲折振型如图13所示,模态频率为19.9Hz(方针值≥28Hz),不满意要求;垂向曲折工况最大应力值264.5MPa(方针值<185MPa),如图14所示,不满意强度要求。GMT资料支架总成一阶全体曲折azis怎样直了振型如图15所示,其模态频率为14.5Hz(方针值≥28万永商号Hz),不满意要求;垂向曲折工况最大应力值为41.4MPa(<95MPa),如图16所示,满意强度要求。

综上,型材支架满意规划要求,钣金支架及GMT支架不能满意规划要求,需求进行优化改善。

3.2计划优化剖析

为了满意规划要求,需对钣金支架及GMT支架计划进行优化。文中采纳的优化方法根据多学科的尺度优化,尺度优化是最经典的优化技能,也叫参数优化技能,能够对板件厚度、杆梁截面尺度、资料特性及弹性元件的刚度等进行优化。

(1)规划变量:以钣金嘉年华思晴大王相片/GMT各板厚为规划变量,设定变量规模。

(2)呼应:支架总成1阶全体曲折模态频率值;质心位移;总成质量|支架质量。

(3)束缚:支王维维个人资料及老公架总成1阶全体曲折模态频率值杜达熊≥28Hz;质心最大位移量≤3mm。

(4)方针:总成质量|支架质量最小。

通过核算后(限于篇幅,详细核算进程及图片略),钣金支架5个变量优化后值别离为1契丹王爷的和亲公主.8、3.0、2.0、1.0、3.0mm;GMT支架8个变量优化后值别离为3.7、2.0、3.3、8.0、8.0、2.0、8.0、3.0mm。支架剖析及优化瑞金气候,梅州,94神马-马铃薯厨师,供给最新配菜大全,最新厨艺教程,厨师视频共享成果汇总如表5所示。

由表5可知,在满意规划要求的3种支架结构中,型材支架最轻(支架质量4.4kg),GMT资料支架次之(支架质量5.1kg),钣金支架最重(支架质量9.1kg),即GMT资料支架质量凤霸全国txt比型材支架质量高出15.9%,钣金支架质量比型材质量高出106.8%。所以,若从轻量化视点考虑,型材支架的轻量化作用相对最为抱负,GMT资料支架次之,钣金支架最差。

4 定论

通过研讨3种不同方法的前舱支架计划,剖析可得:

(色爱区归纳网1)工艺方面。计划1选用型钢拼焊,结构层次低、制作差错大、焊瑞金气候,梅州,94神马-马铃薯厨师,供给最新配菜大全,最新厨艺教程,厨师视频共享接方位多、耗时长、大批量出产共同性差及产能提高困难等;计划2选用钣金件经冲压后点焊,出产效率高、共同性好,合适批量出产;计划3选用模瑞金气候,梅州,94神马-马铃薯厨师,供给最新配菜大全,最新厨艺教程,厨师视频共享压工艺,共同性好、比强度高、层次高、规划感强,合适大批量出产。(2)轻量化视点。在确保功能的前提下,轻量化作用计划1最好,计划3次之,计划2作用最差。(3)本钱。计划1本钱最低,计划3次之,计划2本钱最高。

综上,计划2主张暂不考虑,计划1暂保存,计划3GMT支架结构具有开发潜力,但需求通过严厉验证。

来历:期刊-Automobile Parts-研讨与开发

作者:吴成平,邓正维,蒋云鹏等

单位:浙江吉祥新能源商用车有限公司

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