纯电动汽车动特性分析及后桥的疲劳寿命研究

【摘要】： 汽车的动特性是衡量汽车整车性能的一个重要指标,而汽车的操纵稳定性和行驶平顺性又是衡量汽车动特性的重要指标,操纵稳定性和行驶平顺性的好坏直接影响驾驶员的操纵方便程度和乘坐的舒适程度。本文以某款定型改装纯电动汽车为研究对象,建立该车的整车虚拟样机模型,利用ADAMS软件对该样机进行动特性仿真和分析,评价其动特性；最后对该纯电动汽车后桥桥壳的断裂失效现象进行了研究,主要研究内容和创新如下： (1)建立纯电动汽车的整车虚拟样机模型,依据国家标准分别进行稳态回转、角阶跃、低速回正和蛇行试验的整车操纵稳定性的仿真分析。分析结果表明：该纯电动汽车具有良好的转向性能,对转向信号的反应快,低速回正性好,穿杆能力强； (2)利用car/ride模块,建立国家标准中的B级随机路面和脉冲路面,对纯电动汽车的样机模型进行行驶平顺性试验仿真和分析,分析的结果表明：该车在B级路面上行驶时,其乘坐舒适性好,在脉冲路面行驶时,低速状态下,舒适性良好； (3)利用有限元法、疲劳寿命分析方法和实验方法对该纯电动汽车后桥桥壳发生的断裂失效现象进行了研究,建立了后桥桥壳的有限元模型,进行了后桥桥壳的模态分析,对后桥桥壳进行了疲劳寿命的预测,并进行了试验研究。通过有限元和疲劳寿命的研究,结果表明：路面激励不会引起后桥的断裂失效,后桥的断裂失效为疲劳失效。 本文通过理论分析、数字仿真和实验相结合的方法对纯电动汽车动特性和后桥的疲劳寿命进行了深入研究,为纯电动汽车的开发提供了理论指导和技术支持。 【关键词】：操纵稳定性 平顺性 疲劳寿命分析 纯电动汽车 有限元
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：U469.72;U461
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 课题的背景和意义10-11
• 1.2 汽车动特性与有限元研究概况11-16
• 1.2.1 汽车动特性国外研究概况11-12
• 1.2.2 汽车动特性国内研究概况12-13
• 1.2.3 汽车动特性研究内容及评价13-15
• 1.2.4 有限元发展概况15-16
• 1.3 本文主要研究内容16
• 1.4 总结16-17
• 第2章 汽车动特性仿真软件的理论基础17-27
• 2.1 ADAMS概况及模块介绍17-18
• 2.2 ADAMS的力学基础18-21
• 2.2.1 广义坐标18
• 2.2.2 动力学方程的建立18-19
• 2.2.3 动力学分析19-21
• 2.3 运动学分析21-22
• 2.4 初始条件分析22-24
• 2.5 ADAMS求解发散的原因及解决方法24-25
• 2.5.1 数值发散的原因24
• 2.5.2 数值发散的解决方法24-25
• 2.6 ADAMS的设计流程25-26
• 2.7 总结26-27
• 第3章 纯电动汽车的整车建模27-43
• 3.1 整车建模思想27-28
• 3.1.1 建模步骤27
• 3.1.2 建模的假设27-28
• 3.2 整车建模的参数准备28-29
• 3.3 整车子系统建模29-40
• 3.3.1 设置建模环境29
• 3.3.2 前悬架的建立29-33
• 3.3.3 后悬架的建立33-35
• 3.3.4 转向系统的建立35-37
• 3.3.5 轮胎模型的建立37-38
• 3.3.6 车身模型的建立38-39
• 3.3.7 动力及制动系统建模39-40
• 3.4 整车装配和调试40-42
• 3.5 本章总结42-43
• 第4章 操纵稳定性分析43-56
• 4.1 稳态回转试验仿真与分析43-47
• 4.1.1 稳态回转仿真43-46
• 4.1.2 仿真结果分析46-47
• 4.2 转向盘角阶跃输入试验仿真与分析47-49
• 4.2.1 角阶跃输入仿真48-49
• 4.2.2 稳定性的评价49
• 4.3 低速转向回正试验仿真与分析49-51
• 4.4 蛇行试验仿真与分析51-55
• 4.4.1 蛇行试验仿真51-53
• 4.4.2 仿真结果分析53-54
• 4.4.3 操纵稳定性的评价54-55
• 4.5 本章总结55-56
• 第5章 整车平顺性分析56-69
• 5.1 随机路面平顺性仿真56-65
• 5.1.1 随机路面的建立56-58
• 5.1.2 随机路面输入的平顺性仿真58-61
• 5.1.3 仿真结果处理61-64
• 5.1.4 随机路面的平顺性评价64-65
• 5.2 脉冲路面平顺性仿真与分析65-68
• 5.2.1 脉冲路面的建立65-66
• 5.2.2 仿真设置66-67
• 5.2.3 仿真结果分析67-68
• 5.3 本章总结68-69
• 第6章 后桥的有限元分析69-80
• 6.1 汽车后桥介绍69-71
• 6.1.1 后桥简介69-71
• 6.1.2 后桥的失效71
• 6.2 有限元分析方法71-73
• 6.2.1 结构离散72
• 6.2.2 单元分析与整体分析72-73
• 6.3 后桥桥壳模型的建立73-75
• 6.3.1 几何模型的建立73-74
• 6.3.2 有限元模型的建立74-75
• 6.4 后桥的模态分析75-79
• 6.4.1 模态分析理论75-76
• 6.4.2 模态分析计算与结果分析76-79
• 6.5 本章总结79-80
• 第7章 静力分析及疲劳寿命预测80-90
• 7.1 后桥静力分析的前处理80-81
• 7.2 静力分析及结果81-82
• 7.3 疲劳分析的理论82-84
• 7.3.1 疲劳定义和特点82-83
• 7.3.2 疲劳的分类及影响因素83-84
• 7.3.3 疲劳分析方法84
• 7.4 后桥的疲劳寿命预测84-87
• 7.4.1 疲劳载荷谱的确定85
• 7.4.2 材料的疲劳特性85-86
• 7.4.3 疲劳寿命分析86-87
• 7.5 后桥的疲劳试验分析87-89
• 7.6 本章总结89-90
• 第8章 总结与展望90-92
• 8.1 论文总结90-91
• 8.2 展望91-92
• 致谢92-93
• 参考文献93-96
• 攻读学位期间的研究成果96

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