【摘 要】
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轻量化是汽车产业发展的趋势之一,对降低汽车能耗、增加续驶里程有重大意义。本文以新开发的针对老年用户设计的智能车车身为研究对象,该车旨在解决老年人代步和陪伴问题,整车设计质量125kg,最高速度20km/h,具备视觉识别,路径规划,语音交互等智能化功能,因此车身重量要求降到45kg以下。本文重点研究智能车车身的轻量化技术,以碳纤维复合材料为载体,采用仿真分析结合试验测试的方法对车身材料选型、结构、工
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轻量化是汽车产业发展的趋势之一,对降低汽车能耗、增加续驶里程有重大意义。本文以新开发的针对老年用户设计的智能车车身为研究对象,该车旨在解决老年人代步和陪伴问题,整车设计质量125kg,最高速度20km/h,具备视觉识别,路径规划,语音交互等智能化功能,因此车身重量要求降到45kg以下。本文重点研究智能车车身的轻量化技术,以碳纤维复合材料为载体,采用仿真分析结合试验测试的方法对车身材料选型、结构、工艺进行了系统的研究,设计制作了满足设计要求的智能小车轻量化车身。本文主要研究内容和结论如下:1.针对车身轻量化问题,在分析CFRP材料增强纤维和基底材料力学特性,铺层方式基础上,通过力学、热学等性能测试,采用参数权重对比分析,最终选择出综合性能最优的CFRP智能车车身材料。2.运用Solidworks和Moldflow软件构建了CFRP智能车车身RTM工艺仿真模型,对CFRP车身材料的直梁、弯梁和风挡进行CAE流动分析,分析了浇口位置、浇口数量、浇注温度、浇注压力对RTM工艺浇注时间的影响,获得了CFRP材料最优的RTM工艺参数组合。3.在CFRP材料及RTM工艺研究基础上,结合现代车身开发流程与车身刚度理论,按照CFRP智能车车身实际受力情况,应用有限元方法分析了车身在弯曲工况和扭转工况下的刚度、强度及自由模态,完成了CFRP智能车车身设计。在此基础上,进行了CFRP智能车车身成型实践。4.研制成功的CFRP智能样车重量123.1kg,满足轻量化设计要求。针对样车车身的关键结构和材料开展了抗冲击强度测试,以及腐蚀性和湿热环境测试,并根据老化寿命模型,预测了其环境使用寿命。
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