FSE电动赛车动力电池建模与仿真分析

FSE电动方程式汽车比赛是中国FSAE大学生方程式比赛新的赛事,为研究FSE电动赛车动力电池,基于advisor软件建立锂电池组和整车仿真模型。选定CYC-IM240道路行驶工况进行仿真,得到锂电池组的SOC、电流以及温度曲线,通过E03实车试验对比,表明建立的模型有一定的合理性,对今后FSE电动赛车设计有一定的理论依据。     

FSE赛车传动系统的设计

提出了一种赛车链传动装置的新结构,在大链轮的结构优化和轻量化方面有创新。基于CRUISE软件,建立FSE赛车整车模型进行动力性和经济性的仿真计算。仿真结果显示,赛车0~75 m直线加速时间为4.06 s,最高车速为120 km/h,续驶里程为38.8 km。通过实车试验,验证了匹配参数和仿真模型的合理性。     

面向实际工程应用的白车身轻量化设计研究

通过总结归纳车身轻量化的工程路线与理论路线,制定了面向实际工程应用的车身轻量化新路线,针对某车型车身结构模型,展开具体的车身轻量化设计研究。首先,对车身弯曲刚度和扭转刚度进行车身性能灵敏度仿真分析,得到不同零部件的车身性能灵敏度结果;其次,从结构、材料和工艺三方面对车身进行具体轻量化方案的实施,共提出轻量化方案35个,共计减重13.193kg;第三,对轻量化车身模型进行刚度、模态、100%刚性壁障正面碰撞和侧面碰撞安全性的仿真分析,分析结果表明,轻量化后的车身模型在以上各性能指标中均符合一般设计要求指标,验证了车身轻量化方案的可行性。     

基于CFD的FSE赛车空气动力学套件研究

利用CFD技术对FSE电动赛车进行车身外流场的仿真分析,对比加装空气动力学套件前后车身表面的气流情况。在确定空气动力学套件产生下压力的大小和对整车气流的影响后,根据FSC的比赛规则确定适合不同比赛项目的尾翼攻角组合。最后按一定的变化梯度改变尾翼襟翼的攻角,探究赛车气动参数随攻角改变的变化规律,为后续可调尾翼系统的开发提供参考。     

基于有限元分析的某电动汽车车身轻量化设计

以企业提供的某款电动汽车为研究对象,对车身进行轻量化设计。在HyperMesh中建立整车的有限元模型,进行车身的静态刚度和模态仿真。根据仿真结果,选出适合轻量化的钣金件并进行灵敏度分析,对车身质量灵敏度较高同时对车身刚度以及模态灵敏度较低的钣金件进行轻量化。以板厚为设计变量,车身的刚度和模态为约束条件,车身质量最小为目标进行轻量化,使车身减质7.38kg。通过车身轻量化前后的性能对比分析,轻量化后车身的刚度、强度和NVH性能均符合要求,且浮动量在企业要求范围内。     

FSAE赛车车架结构优化和轻量化

车架是赛车的安装载体,所占赛车整备质量百分比很大。本文首先建立广东工业大学第一届FSAE赛车车架的三维几何模型;然后将几何模型导入到有限元软件中,建立了车架的有限元模型,对车架进行了静态受力分析和模态分析．根据仿真分析结果进行结构优化和轻量化设计,最后确定我校第二届FSAE赛车车架,实现车架减轻重量8．4kg。因此。结构优化和轻量化对赛车设计制造有重要意义。     

基于CATIA的福田雷沃驱动桥壳的轻量化分析

采用CATIA软件对福田雷沃轻型货车的驱动桥壳进行几何建模,利用CATIA中的分析模块对桥壳进行静力分析和模态分析,从而检测桥壳是否有足够的强度和刚度,并对桥壳采取轻量化设计。仿真结果表明:在满足要求的基础上,对桥壳进行轻量化改进,在最大垂向力工况和最大牵引力工况下,验证了改进后的桥壳依旧满足强度要求,减轻了桥壳的重量,减少了材料的使用,完成了桥壳的轻量化。     

FSE赛车后悬架的设计与零件校核

从FSE赛车性能的需求出发,设计了一款安全可靠的悬架。利用ANSYS软件对赛车悬架关键零件进行静态分析,检验悬架结构设计是否合理。最终仿真结果表明,该悬架在工况中出现的最大应力值、应变值远小于悬架材料的许用值,能够满足赛车规范性、安全性的要求。     

基于CFD技术的FSC赛车车身气动造型设计

汽车外部流场的空气动力特性关系到赛车运行的动力性、稳定性,决定赛车的整车性能[1]。本文按照FSC赛车设计规则,对赛车车身进行了三维设计,并利用CFD技术建立了车身外流场分析模型,通过数值模拟方法对车身造型进行了分析,确定了车身空气动力学特性,为赛车的造型设计和优化提供理论依据。     

基于ANSYS的FSAE方程式赛车后轮边系统优化设计和分析

针对某FSAE赛车,基于Altair Hyper Works有限元优化软件,使用拓扑优化的方法对立柱进行概念设计和重建模,对轮毂、制动盘进行集成化轻量化设计,基于ANSYS Workbench对设计零件进行分析,验证其使用强度和刚度。本文为进一步提高赛车的瞬态响应性能给出了更加明确的设计参考。     

基于拓扑理论的新能源客车车身优化设计

提出了基于拓扑优化方法对某型号新能源客车车身骨架进行轻量化设计的方法。采用变密度法,以车身的柔度最小为目标,以体积为约束,利用Ansys软件对客车车身骨架进行了拓扑优化设计并设计出新型客车车身骨架。计算机仿真结果表明,经过优化设计后的客车车身重量比优化前减少了29%,取得了较好的轻量化效果。     

某商用轻卡白车身轻量化优化设计

白车身是商用轻卡重要的承载结构系统,其设计的优劣不仅影响到所开发的轻卡是否性能可靠,更直接关乎驾乘人员的生命财产安全,故开展商用轻卡的白车身轻量化优化设计具有重要的价值。基于此,笔者在介绍轻卡驾驶室白车身结构组成以及各主要白车身零部件材料性能的基础上,采用试验测试与CAE仿真分析相结合的方法,开展某商用轻卡白车身前围钣金、顶盖等钣金系统的轻量化优化设计与验证,实现减重6.406 kg。仿真结果表明,该轻量化白车身结构性能与基础驾驶室白车身性能相当,满足设计目标要求。     

基于ANSYS Workbench的小功率赛车减速箱直齿轮有限元分析

小功率赛车的减速箱是非常重要的零部件,根据赛事要求及赛车动力性目标设计符合使用要求的齿轮组.通过CATIA三维建模,并将齿轮模型导入ANSYS Workbench进行有限元分析,将仿真结果与理论计算作对比.结果表明,利用有限元法对齿轮进行弯曲和接触分析是可行的,可为齿轮优化设计提供可靠的理论依据.     

基于外流场数值仿真的某赛车优化设计

建立了某赛车及计算域外流场模型,基于RNG湍流模型对其进行流体动力学仿真,发现升力系数不满足赛车的设计要求。为此,对该赛车模型进行造型优化,并对优化前后的赛车外流场分布及车身压力分布情况进行对比,表明优化之后赛车具有良好的气动特性。     

结构优化设计在客车车身轻量化的运用

客车车身的轻量化不仅可以节省车辆的制造材料,还能在很大程度上增加车辆的流动性及经济性。本文充分阐述了客车车身轻量化的方法——结构优化设计。首先叙述该方法在客车车身轻量化中的应用历史和现状;然后简要介绍几种常见的结构优化技术;最后以典型客车车身构建为例,分析客车车身轻量化的过程。在以上论述中,本文对优化设计的关键性问题进行了分析研究,并对结构优化设计的未来发展进行展望和憧憬。     

FSC赛车建模与驾驶模拟器仿真研究

针对FSC赛车开发过程中的操纵稳定性分析,应用CarSim软件对赛车建模与仿真分析,基于驾驶模拟器进行主观评价。在CarSim中建立转向系统模型、制动系统模型和悬架系统模型,采用3D软件绘制三维车身、尾翼和发动机模型,导入到CarSim中实现整车动画仿真。在CarSim中按照比赛要求设置蛇形试验工况进行FSC赛车操纵稳定性仿真分析。根据FSC比赛规则,在CarSim中设计虚拟赛场,选取赛车手在驾驶模拟器上进行主观评价。仿真结果表明:开发的FSC赛车具有良好的操纵稳定性。     

基于灵敏度和碰撞仿真的汽车车身轻量化优化设计

提出了基于灵敏度分析和侧面碰撞的汽车车身结构轻量化设计方法。首先以车身结构零件的板厚为设计变量,以白车身的模态和刚度为约束条件,白车身质量最小为目标,分析了零件板厚关于车身模态和刚度的灵敏度。选取对车身模态和刚度以及抗撞性不敏感的车身零件的板厚,进行以白车身质量最小为目标的优化计算。优化结果使车身减轻14.8 kg。对轻量化后的整车和乘员约束系统进行了侧面碰撞的模拟计算,并与轻量化前的结果进行了对比,对整车耐撞性和乘员的安全性进行对比校核,根据碰撞结果对车身零部件的厚度进行了再调整。结果表明,轻量化后的车身满足碰撞安全性的要求,假人的C-NCAP得分也是可接受的。     

基于PIC单片机的FSE电动方程式赛车电池管理系统设计

电池管理系统在FSE电动方程式赛车中意义重大,决定电池能量输出和赛车性能。根据FSAE比赛规则对赛车电池组的要求,设计一种电池管理系统。该系统采用PIC18F6628为主控芯片,霍尔电流传感器LHB100A用于电流测量,TC1047A用于温度测量,采用特定的控制策略,实现电池管理系统的功能。经测试表明,该电池管理系统有一定精度,可以满足赛车要求,为今后FSE赛车电池管理系统的设计提供一定的理论依据。     

外载荷作用下赛车防滚架有限元分析

为提高车身刚性和抗变形能力,解决车身刚度不足问题,设计开发了某赛车内置防滚架。以某赛车防滚架为研究对象,应用有限元分析软件研究该防滚架在外载荷作用下的刚强度问题及振动模态特性,得到该防滚架在三种不同工况下的强度值以及弯曲和扭转刚度值。仿真结果表明,该防滚架的刚度、强度满足设计要求,在一定程度上可以提高车身的抗变形能力,防滚架也有效地避开了外部激励频率。     

基于CFD技术的赛车气动特性仿真与分析

赛车的车身造型对其空气阻力、操纵稳定性、加速性及燃油经济性等性能有着很大的影响。运用CATIA软件根据FSEC赛车规则对车身进行造型设计,并利用CFD技术建立其外流场模型进行数值模拟分析,获得其压力云图、速度矢量图等。总结该赛车造型的气动特性的优缺点,为后期赛车车身的设计定型提供理论依据。