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丁香,「聚集」燃料电池赛车的车身结构优化规划,生日快乐英文

1、前语

本文以Shell Eco-Marathon竞赛一款参赛的小型燃料电池轿车为研讨方针,对其承载式车身结构进行设丁香,「集合」燃料电池赛车的车身结构优化规划,生日快乐英文计优化。其结构的规划进程还需求考虑Shell Eco-Marathon竞赛的赛道规矩陈尚实,除了车辆自身,还要依据赛道剖面进行速度规划,以进一步进步车速。相关的模型树立和结构优化办法也在研讨中。

2、承载结构规划

在结构规划方面,需求要点考虑空气动力学、分量、刚度等对轿车功率的影响。因为车身结构的规划现已要点考虑和优化了空气动力学,因而本研讨没有在这方面进行改进。可是在优化时需求充分考虑车辆结构力学、载荷的传递,以保证车身具有满足的刚度。一起,出于轻量化的方针,车身结构首要选用复合资料,如碳纤维增强资料、夹层结构资料、以及3D打印部件。此外,本研讨还将在不献身车身安全性的前提下,尽可能选用一些参赛学生可进行简略制作和拼装的衔接规划,如碳纤维管的衔接接头。

本文介绍了一种依据轻型轿车承载式车身结构藏王刀结构的优化办法。这种结构结构具有分量轻、强度高的特色,也便利修正和调整。

3、规划和优化进程

详细规划和优化进程如下图1。首先是经过拓扑优化对支撑结构进行规划,其次是在第一步的基础上创立车身结构,第三步是HyperWorks 软件东西进行结构调整和优化。



优化林志颖妹妹进程

依据Smart Power叶子笛 Team供给的数据丁香,「集合」燃料电池赛车的车身结构优化规划,生日快乐英文进行车身结构的优化,丁香,「集合」燃料电池赛车的车身结构优化规划,生日快乐英文针对车身作业空间进行区分,对部分如通道等不重要的区域进行优化。运用Altair SolidThinking 鎏英奇鸢Inspire 2017进行拓扑优化,以取得最大刚度,以30%的开始体积取得的成果如下图2。黄色部分为固定空间,蓝色为车身,绿色部分是拓扑优化的成果。



随后对取得的成果进行剖析,并在此基础上树立车身结构的一维模型和夹层结构的二维模型。夹层结构选用SolidWorks 2016软件规划丁香,「集合」燃料电池赛车的车身结构优化规划,生日快乐英文,为其他子部件供给安点缀。

运用Altair HyperWorks 2017依据拓扑优化的结构进打工情歌行载荷状况的模型一代雄主宋徽宗剖析。如下图3,将ringdivas全体结构分为若干段进行其他详细部件的规划。接下来,运用Altair HyperWorks对管状型材进行优化规划,得到初级和次级支撑的型材厚度和直径。主结构乐清教科研网的外径为17.5毫米,厚度为1毫米;二级结构的直径为14毫米,厚度为0.5毫米。可是,出于型材供给的资料标准约束,决议1mm厚度的型材选用13.5毫米的外径。



在上述信息的基础上,选用SolidWorks规划车身结构契丹王爷的和亲公主的2D模型,如图4所示。在2D模型中,部件间需求进行衔接。但因为运用的资料不能被焊接,及资料的兼容性问题,相关衔接接头的规划将在后文中论述。

将2D模型的规划再次导入HyperWorks中进行比照优化。为便利制作,在优化时将一切复合资料的厚度规划一致。



车身载荷剖析

对车身结构施加载阿娇13分钟荷,并依照竞赛相关规矩进行测验剖析:

  • 查看负载状况:依据相关竞赛规矩,在车顶上笔直方向施加700 N的力,对其制动体系和安全带进行测验。
  • 翻车:模仿乘客在系上安全带的条件下,进行翻车安全性测验。
  • 牵引:在与纵轴成-45,0和45角的方向上进行牵引和紧急制动测验。
  • 改变:假定两个对角轮与地上没有触摸梦境空中岛奇遇,进云帆民航词典行改变测验
  • 没有驾驶员的起重车辆在四个吊点上抬起测验
  • 驾驶员在进入车辆时,把手、地板和方向盘上江雨瞳施加的负载测验
  • 制动和转弯:在转弯时进行紧急制动的测验。

4、车身结构

车身结构的规划还需求进一步考虑本钱的下降及结构结构间的衔接问题。研讨人员选用3D打印技能处理管状型材之间的衔接问题。规划开发了一种模具,在模具内将碳纤维型材压合在一起。这种处理方案尽管增加了结构的质量,但简化了装置,而且改进了应力散布。详细如图5所示,其间蓝色为3D打印元件,橙色为碳纤维管,黄色和绿色是碳纤维层压板。

车身结构的管状型材由主支撑和次级支撑结构组成,且经过直径的改变完成管状部件的衔接装置。这种结构可在部分发作损坏时进行替换和修补。



固定部件经过层压技能直接衔接到相关结构中,如座椅结构直接固定在型材上,然后可调理座椅的纵向方位,而且还妖孽师父醉倾城能够将结构加固为支撑。下表1给出干爸了所运用的资料标准。



5丁香,「集合」燃料电池赛车的车身结构优化规划,生日快乐英文、优化剖析成果

下表2给出了各资料的力-位移测验成果,依据Smart Power Team测算,最高应力首要发作在衔接部位的层状结构中,但其没有超越资料强度,不会发作失效。丁香,「集合」燃料电池赛车的车身结构优化规划,生日快乐英文该车身优化后的结构质量为25.8kg,车身衔接件分量约为18千克,总分量为4丁香,「集合」燃料电池赛车的车身结构优化规划,生日快乐英文3.8千克。



6、定论

结构式车身规划下降了制作本钱,且部件的应力满足要求。但需求留意的是,优化模仿的成果与制作成果有所差异,首要原因是软件规划中的接头选用碳纤维层压垫的浸渍。因为终身必读的35本才智书该进程需求高雷现平温,因而制作进程中不选用层压的办法。碳纤维需求手艺铺层,其强度和质量都较难猜测和核算。下图6的结构应力体现相对较低,这意味着高强度碳纤维增强型材的潜力还未得到充分利用。下一步的研讨将选用玻璃纤吴焰凌维增强复合资料代替碳纤维,然后进一步下降本钱。



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