基于用户需求的一种车辆尾部结构设计及设计方法运用

来源 :时代汽车 | 被引量 : 0次 | 上传用户:QoQ
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  摘 要:电动汽车与传统汽车相比,更加鲜明的个性化需求成为其一大卖点。公司一款微型电动车前期创意,即提出尾门向下旋转打开,除了满足货物进出通道,尾门还能够充当座椅满足两个成年人坐下的功能需求。为此我们开发了一种车身结构设计方法,怎样从满足用户这一需求到产品功能实现。
  关键词:车身结构;车身强度;车身耐久
  1 引言
  电动汽车越来越多的出现在人们的生活中,与传统的燃油汽车相比,个性化、科技感等创新点成为其代名词,电动汽车的设计也需要更多的创新方法来满足客户的新需求。一新款微型电动车即提出这样一个使用场景:尾门向下翻转打开,打开的尾门可充当座椅,满足两个乘客坐在上面休息的需求。
  通过对这一使用需求分析,参照市场上有下翻开启尾门的车型(仅可开启,不能满足坐人),通过外观造型设计、工程方案构划、三维数据模型建立、模型CAE刚度、强度分析等过程,建立了对应的车身外观造型及车身结构,然后通过样件制作、样车制造,试验验证,驾乘体验,完成新车型的开发,投入市场供用户购买使用。
  2 车型的外观造型设计
  2.1 尾部上半部分玻璃,下半部分可开启的尾门
  车辆尾部布置首先必须满足法规需求的灯光布置(一般位于尾部两侧位置),然后由两侧的侧围结构、上部顶盖总成、下部的尾端板总成围成一个尾门洞,中部为一个可整体的向上旋转打开的尾门,后档玻璃胶粘于尾门上,随尾门一起运动,尾门轴线在车后端靠顶盖的位置。开发的新车型需求尾门可坐人,就需要将尾门向下旋打开,原结构随尾门一起运动的玻璃因避免磕碰破裂等原因,也不便再集成在尾门上。外观造型设计即:将原设计的尾门分为后挡玻璃与尾门上下两部分,上部玻璃粘胶固定于车身,此透明区域为驾驶员提供后视野。下部为高度减小后的尾门,沿底部轴线旋转刻打开,打开后尾门洞继续作为后备厢的货物通道,同时放水平的尾门提供坐人的座椅功能。
  2.2 尾门向下翻转,需满足的工程要求及人机需求
  尾门向下旋转,旋转轴线需布置在尾门下部,根据轴线与尾门相对位置的不同有外旋打开、内旋打开两种方式。如图1所示:
  外旋打开:打开时整个尾门向车身以外区域运动。尾门铰链需要的长度较长、尾门坐人时受力点到铰链固定点的力臂也长,需要抵抗的扭矩也大。
  内旋打开:打开时尾门下边缘向车身内部旋转运动,铰链臂可做的较短,为避让干涉需要尾门与后保杠之间留出足够的缝隙,此时车辆外观上也需设计有此缝隙,对造型风格的整体性破坏较大。
  通过对两种打开方式在外观造型需求、乘坐时受力分析等的对比,决定为追求更佳的外观造型,采用尾门外旋打开的方式,其受力不佳的结构缺陷用更多的成本代价解决。
  3 车身结构设计及模拟分析
  3.1 尾门密封及后档玻璃粘接需求,增加尾部中间横梁,搭建出后档玻璃洞和下部尾门洞。
  通过增加设计尾部中间横梁,为上部后档玻璃提供下部粘接,同时为尾门提供上部密封结构。如图2所示:
  尾门打开时,人坐在尾门上面,整个尾门为悬臂梁结构,为优化受力,在尾门两边增加钢丝拉绳,改善受力状态,软的钢丝在尾门关闭时也可以变形收缩,不占用空间和造成干涉。如图3所示:
  尾门内部装饰件保持平整及适当的柔软度,增加坐在上面的舒适度,类似座椅功能。
  3.2 建立车身结构的有限元模型
  通过以上方案确定及三维数据模型的建立,将数据转化为CAE分析网格数据,添加约束、施加受力,分析模型的强度、刚度。如图4所示:
  尾门总成的铰链在车身上安装部分固定约束(上图车身侧),与尾门安装的铰链部分(上图车门侧_2)仅保留旋转自由度,尾门与车门侧铰链部分固定约束。两侧拉绳的直径均为2.0mm,受力极限为2000N。
  受力加载:尾门定义载物为120Kg,转换为施力约为1200N,加载尾门中间部分平面上,如图5所示:
  通过以上分析模型及结果对比分析,不断优化尾门铰链截面大小、钢丝拉绳直径等得到满足用户需求的最佳成本投入,实现车型的优化设计。
  4 试验验证及产品投放
  确定设计数据后,进行零部件的样件制作,然后制造樣车,做尾门子系统受力模拟试验、整车使用寿命下的耐久模拟试验,对出现的问题再进行优化改善,最终确定量产车型数据,按照量产车生产模式完成产品的在线生产及投放市场。
  5 结论
  本文通过对用户使用场景需求到最终产品投放,整个设计过程所用方法及设计结构的介绍,不仅展示了一种新型的汽车尾门结构,也阐述了电动汽车车身新功能快速开发的一种模式,对推动电动汽车开发及汽车结构多样化具有指导意义。
  参考文献:
  [1]黄金陵主编;汽车车身设计;机械工业出版社;出版时间2007.9.1.
  [2]张平;雷雨成;高翔;汤涤军;肖杰;轿车车身模态分析及结构优化设计[J];汽车技术;2006年04期.
  [3]许灵珍,李熙山;用模态试验分析汽车结构动特性[J];河北工业大学学报;1994年03期.
其他文献
建立了碱熔.离子选择电极法测定煤样中氟的分析方法。煤样低温灰化后和氢氧化钾混合,在600℃马弗炉中熔融,然后用热水提取,加柠檬酸三钠掩蔽铝、钙、镁,调节酸魔,以酚红为指示剂,氟
采用改进的水热合成法制备了纳米二氧化钛晶种,通过XRD、TEM和EDS等对其结构进行表征,表明该材料为纯相锐钛型晶种。此外,选择常压水解条件,研究晶种加入量对水解产品的影响
四会市龙甫镇电镀厂生产过程中大多使用氰化物,存在许多不稳定的危险因素,容易受到外界条件的影响而发生中毒等事故,危及人们的生命财产。
采用基于量子化学基本原理的密度泛函理论,研究He原子在金属T冲的占位、能量及结构优化后材料各性质参数的变化情况,以及He原子聚集成泡的微观原因。
螺柱焊(studwelding)是将螺柱一端与板件(或管件)表面接触,通电引弧,待接触面熔化后,给螺柱一定压力完成焊接的方法。机器人双面螺柱焊是利用机器人抓手抓件和另一机器人焊接螺柱的
当代社会需要“复合型”人才,本文以佳木斯大学的农业电气化专业为例进行了人才培养模式的探索,分析了现状和问题,确定了改革目标和改革内容,通过协同创新使得科研机构、高校
摘 要:发展能源节约型、环境友好型电动汽车产业能够促进交通领域节能减排,推动汽车产业结构调整。本文分析了电动汽车的优势,回顾了电动汽车产业化进程,并结合国家对电动汽车在国民经济和社会发展中的战略定位,提出了一些发展设想,为电动汽车的产业化建言献策。  关键词:电动汽车:产业化;发展设想  1 引言  “雾霾”、“PM2.5”已不是新鲜事物或词汇,中科院研究表明机动车尾气排放是PM2.5的主要来源之
文章以1,10-邻菲罗啉为起始原料,经氧化、肟化、还原得到5,6-二氨基-1,10-邻菲罗啉,然后和二硫化碳缩合得到2-巯基咪唑[4,5-f]-1,10-邻菲啰啉,总收率达58.8%。
CIO已经在信息化比较发达的西方企业发挥着十分重要的作用。因此,我们要研究一套适合中国国情的CIO培养模式和课程体系,就应该借鉴国外培养CIO的成功经验。本文将对国外专门的C
壳聚糖(CTS)是由甲壳素脱乙酰基的产物,完全脱乙酰化的壳聚糖的化学名称是(1,4)-2-氨基-2-脱氧-β-D-葡萄糖。是一种具有良好的生物相容性和溶解性的天然高分子化合物。国内外对壳