本文關(guān)鍵詞：輕質(zhì)材料應(yīng)用于汽車輪轂的輕量化技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 輪轂 輕量化設(shè)計(jì) 電動(dòng)汽車 技術(shù)經(jīng)濟(jì)性 輕質(zhì)材料

【摘要】：輪轂是汽車上的重要部件,不僅影響汽車行駛的安全性、舒適性,還直接影響汽車的外觀效果。車輪等旋轉(zhuǎn)件輕量化的節(jié)能效果相當(dāng)于非旋轉(zhuǎn)件的1.5倍,因此車輪輪轂的輕量化設(shè)計(jì)是未來車輪的重要發(fā)展方向。本文在汽車輕量化的背景下,以輕質(zhì)材料在汽車輪轂的推廣應(yīng)用為目標(biāo),開展輪轂輕量化設(shè)計(jì)以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析。主要研究如下:(1)總結(jié)了汽車輕量化的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,介紹了多種輕質(zhì)材料在汽車輕量化中的應(yīng)用,闡述了輪轂尺寸設(shè)計(jì)的方法以及有限元理論基礎(chǔ)。(2)完成對實(shí)驗(yàn)輪轂的有限元建模,獲取輪轂受力載荷,分析輪轂的靜力學(xué)強(qiáng)度特性。對輪轂進(jìn)行自由模態(tài)和約束模態(tài)分析,獲取輪轂的固有頻率及振型。(3)對輪轂進(jìn)行結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)和輕質(zhì)材料輕量化設(shè)計(jì),以輪轂受力的最大變形量為約束條件,以滿足輪轂強(qiáng)度剛度為目標(biāo),對新材料、新結(jié)構(gòu)的輕量化輪轂進(jìn)行力學(xué)分析和模態(tài)分析。(4)基于SolidWorks軟件和Radioss求解器,對鋁合金、鎂合金材質(zhì)輪轂的輕量化效果進(jìn)行分析。相對于鋼制輪轂,單只鋁合金輪轂的減重2.85 kg,減重比例23.08%;單只鎂合金輪轂減重5.1 kg,減重比例41.03%。分析輕質(zhì)材料輪轂對電動(dòng)汽車電機(jī)和電池的影響,在滿足原實(shí)驗(yàn)車型相應(yīng)動(dòng)力性指標(biāo)的前提下:應(yīng)用鋁合金輪轂,驅(qū)動(dòng)電機(jī)成本可降低29.6元,動(dòng)力電池成本可降低3300元。應(yīng)用鎂合金輪轂,電機(jī)成本可降低43.2元,電池成本可降低7040元。(5)針對輕質(zhì)材料輪轂輕量化設(shè)計(jì)方案,基于全生命周期理論和3E評(píng)價(jià)方法從經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、能源方面討論應(yīng)用輕質(zhì)材料在電動(dòng)汽車輕量化方面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。在實(shí)驗(yàn)車輛的驅(qū)動(dòng)電機(jī)和動(dòng)力電池等參數(shù)不變的情況下,在全生命周期過程中分析得到:應(yīng)用鋁合金輪轂,電動(dòng)汽車總成本可降低315.9元,總能耗可減少15485 MJ,總CO2排放量可減少737.2 kg;應(yīng)用鎂合金輪轂,電動(dòng)汽車總成本可降低913.5元,總能耗可減少34096 MJ,總CO2排放量可減少2414.6 kg。
【關(guān)鍵詞】：輪轂 輕量化設(shè)計(jì) 電動(dòng)汽車 技術(shù)經(jīng)濟(jì)性 輕質(zhì)材料
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U465;U463.343
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第1章 緒論12-25
• 1.1 引言12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 輪轂結(jié)構(gòu)優(yōu)化13-14
• 1.2.2 材料輕量化14-15
• 1.2.3 輕量化效果15-16
• 1.3 輕質(zhì)材料在汽車上的應(yīng)用16-22
• 1.3.1 高強(qiáng)度鋼17-18
• 1.3.2 鋁合金18-19
• 1.3.3 鎂合金19-20
• 1.3.4 復(fù)合材料20-22
• 1.4 本文研究內(nèi)容22-25
• 第2章 有限元分析理論基礎(chǔ)25-36
• 2.1 有限元法的基本思想25-26
• 2.2 有限元法的分析過程26-29
• 2.2.1 結(jié)構(gòu)離散26-27
• 2.2.2 單元位移模式選擇27
• 2.2.3 單元特性分析27-28
• 2.2.4 整體分析28
• 2.2.5 引入邊界條件進(jìn)行計(jì)算28-29
• 2.3 有限元法的應(yīng)用范圍29-31
• 2.4 有限元軟件介紹31-35
• 2.4.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)和魯棒性研究31-32
• 2.4.2 CAE前后處理平臺(tái)32
• 2.4.3 先進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)求解器技術(shù)32-33
• 2.4.4 HyperWorks有限元分析步驟33-35
• 2.5 本章小結(jié)35-36
• 第3章 輪轂有限元建模和力學(xué)分析36-46
• 3.1 輪轂的有限元建模36-40
• 3.1.1 模型簡化和幾何處理36-38
• 3.1.2 網(wǎng)格劃分38
• 3.1.3 網(wǎng)格質(zhì)量檢查38-39
• 3.1.4 定義材料屬性39-40
• 3.2 輪轂的徑向受力分析40-43
• 3.2.1 徑向載荷確定40-41
• 3.2.2 邊界條件及載荷施加41-42
• 3.2.3 計(jì)算結(jié)果及分析42-43
• 3.3 輪轂的彎曲受力分析43-45
• 3.3.1 彎曲載荷確定43-44
• 3.3.2 邊界條件及載荷施加44
• 3.3.3 計(jì)算結(jié)果分析44-45
• 3.4 本章小結(jié)45-46
• 第4章 輪轂的有限元模態(tài)分析46-56
• 4.1 理論基礎(chǔ)46-47
• 4.2 模型建立47-49
• 4.3 邊界條件49
• 4.4 分析結(jié)果49-53
• 4.5 結(jié)果討論53-55
• 4.6 本章小結(jié)55-56
• 第5章 輕質(zhì)材料輪轂的輕量化設(shè)計(jì)56-72
• 5.1 輪轂結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化56-62
• 5.1.1 尺寸優(yōu)化理論概述56-57
• 5.1.2 輕質(zhì)材料輪轂尺寸優(yōu)化57-61
• 5.1.3 輕質(zhì)材料輪轂?zāi)Ｐ?/span>61
• 5.1.4 剛度強(qiáng)度驗(yàn)證61-62
• 5.2 鋁合金輪轂力學(xué)分析及模態(tài)分析62-65
• 5.2.1 材料屬性62-63
• 5.2.2 網(wǎng)格劃分63
• 5.2.3 徑向載荷分析63-64
• 5.2.4 彎曲載荷分析64
• 5.2.5 模態(tài)分析64-65
• 5.3 鎂合金輪轂力學(xué)分析及模態(tài)分析65-68
• 5.3.1 材料屬性65-66
• 5.3.2 網(wǎng)格劃分66
• 5.3.3 徑向載荷分析66
• 5.3.4 彎曲載荷分析66-67
• 5.3.5 模態(tài)分析67-68
• 5.4 輕質(zhì)材料輕量化效果比較68-70
• 5.4.1 減重效果比較68-69
• 5.4.2 剛度強(qiáng)度比較69
• 5.4.3 模態(tài)頻率比較69-70
• 5.5 本章小結(jié)70-72
• 第6章 輕量化的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性比較72-91
• 6.1 輪轂質(zhì)量對整車性能的影響72-77
• 6.1.1 實(shí)驗(yàn)車輛參數(shù)72-73
• 6.1.2 整車模型建立73-76
• 6.1.3 性能分析76-77
• 6.2 動(dòng)力系統(tǒng)影響趨勢77-80
• 6.2.1 驅(qū)動(dòng)電機(jī)參數(shù)78-79
• 6.2.2 動(dòng)力電池參數(shù)79-80
• 6.3 輕量化的效果評(píng)價(jià)80-90
• 6.3.1 生命周期評(píng)價(jià)理論80-83
• 6.3.2 GREET模型介紹83-84
• 6.3.3 經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)84-87
• 6.3.4 能源評(píng)價(jià)87-88
• 6.3.5 環(huán)境評(píng)價(jià)88-90
• 6.3.6 盈虧平衡點(diǎn)90
• 6.4 本章小結(jié)90-91
• 第7章 全文總結(jié)及展望91-93
• 7.1 全文總結(jié)91-92
• 7.2 主要貢獻(xiàn)92
• 7.3 研究展望92-93
• 參考文獻(xiàn)93-98
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單98-99
• 致謝99

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 程振彪;輕質(zhì)材料在汽車上的應(yīng)用[J];世界汽車;2000年04期

2 陳釗,蘭琳;汽車用輕質(zhì)材料的現(xiàn)狀及展望[J];江漢大學(xué)學(xué)報(bào);2001年03期

3 周意禹;輕質(zhì)材料在汽車中的應(yīng)用[J];中南汽車運(yùn)輸;1996年01期

4 曲曉鋒;輕質(zhì)材料在汽車上的應(yīng)用[J];中國機(jī)電工業(yè);2002年07期

5 劉永勝 ,王憲昭;廢渣垃圾制高效墻材——我國首座廢渣垃圾制新型輕質(zhì)材料構(gòu)建農(nóng)民實(shí)驗(yàn)房見聞[J];建設(shè)科技;2005年05期

6 ;輕質(zhì)材料帶來重卡輕量化——訪陜汽市場部產(chǎn)品技術(shù)科長張軍[J];物流技術(shù)與應(yīng)用(貨運(yùn)車輛);2009年05期

7 楠;;輕質(zhì)材料補(bǔ)丁應(yīng)用于汽車等的快速修復(fù)[J];軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品;2012年06期

8 劉慶貴;載貨汽車用輕質(zhì)材料[J];汽車工程;1981年02期

9 白莉;;吸水率很低的珍珠巖輕質(zhì)材料[J];建材工業(yè)信息;1989年04期

10 鄒國泰;美國一項(xiàng)由普通陶瓷和鋁化合成一種超高強(qiáng)度的輕質(zhì)材料獲得專利[J];中國建材裝備;1998年01期

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 張靈艷;美投資1.75億用于輕質(zhì)材料研發(fā)[N];中國紡織報(bào);2011年

2 丑牛;16年間汽車自重下降近300公斤[N];國際經(jīng)貿(mào)消息;2000年

3 渝仁;安全取決于內(nèi)在品質(zhì)[N];人民公安報(bào);2000年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 王運(yùn)衛(wèi);基于堆積理論的球形輕質(zhì)材料路基設(shè)計(jì)方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

2 孫文龍;輕質(zhì)材料應(yīng)用于汽車輪轂的輕量化技術(shù)研究[D];北京理工大學(xué);2016年

3 王海珍;沙柳廢紙混合纖維超輕質(zhì)材料的制備[D];內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

4 張小軍;熔鹽法制備鎂橄欖石輕質(zhì)材料的孔結(jié)構(gòu)[D];武漢科技大學(xué);2015年

5 伊哈卜;EPS輕質(zhì)材料力學(xué)特性及工程應(yīng)用試驗(yàn)研究[D];長安大學(xué);2006年

6 韓志秋;具有特定動(dòng)力學(xué)特性的輕質(zhì)材料系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)[D];大連理工大學(xué);2009年

7 王進(jìn)京;輕質(zhì)材料汽車車身生命周期環(huán)境影響評(píng)價(jià)及敏感性分析[D];合肥工業(yè)大學(xué);2012年

8 黃永亮;莫來石輕質(zhì)材料的制備與性能研究[D];武漢科技大學(xué);2015年

9 劉學(xué)成;車身無鉚釘接頭靜力學(xué)性能研究及優(yōu)化[D];吉林大學(xué);2012年

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本文編號(hào)：711537