新能源电动车底盘甲板轻量化的设计 ㊣ 精品文档 值得下载

方形及正六边形的夹芯结构时，可以很明显看出，正六边形的面积最大，而根据上述的计算同样可知正六边形的力学性能仍然满足我们的要求。

图多边形面积对比图根据上图，我们设图形中心到顶点的距离为，则各正多边形的面积为，未找到引用源。

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可以看到，在对比时有，未找到引用源。

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即在定大小底盘甲板上，采用正六边形的夹芯结构设计方法能够去除更多的甲板材料，这样在根据上述强度及应力的计算条件满足的情况下，正六边形的夹芯结构设计所得到的轻量化效果更佳。

机械与动力学院机械设计制造及其自动化第章新能源电动车底盘甲板夹层结构材料分析在汽车制造中，材料的选用将关系到汽车的整体性能和使用要求，在工程设备包括大量汽车制造业中，通常采用金属材料，主要用材有钢铁铝材，大多辅助材料为树脂，橡胶等。

而在本文研究中我们主要需要使用到更轻更耐用的材料，厚重的钢铁显然不符合设计理念，因此我们在使用中会主要参考铝材的制造工艺，但同时铝材在受力刚度上与钢铁相差段距离，所以我们在考虑到符合材料的选用，同时，复合材料的各项性能及受力刚度在定条件下更加结实耐用。

新能源电动车底盘甲板单种材料的选用单层材料选用主要包括钢铁材料的选用，而钢铁材料的使用具有过量的集中应力，尤其在汽车底盘甲板上，根据本文的研究方向，我们在地盘的制造上关键部分可仍然使用钢铁材料，而根据上述研究方向和应用条件，我们在轻量化设计中主要研究目标是夹层结构的设计，在满足承重的条件下单使用钢铁材料显然并不会达到之前的研究目标，因此此项探讨仅作为后续的研究前提。

新能源电动车底盘甲板复合材料选用及概述在本文研究前面我们已经粗略提出过复合材料选的设想，下面的探讨将主要围绕这个话题展开，最后可以达到轻量化设计的主要选材结果上。

复合材料的主要应用领域有航空航天领域。

由于复合材料热稳定性好，比强度比刚度高，可用于制造飞机机翼和前机身卫星天线及其支撑结构太阳能电池翼和外壳大型运载火箭的壳体发动机壳体航天飞机结构件等。

汽车工业。

由于复合材料具有特殊的振动阻尼特性，可减振和降低噪声抗疲劳性能好，损伤后易修理，便于整体成形，故可用于制造汽车车身受力构件传动轴发动机架及其内部构件。

化工纺织和机械制造领域。

有良好耐蚀性的碳纤维与树脂基体复合而成的材料，可用于制造化工设备纺织机造纸机复印机高速机床精密仪器等。

④医学领域。

碳纤维复合材料具有优异的力学性能和不吸收射线特性，可用于制造医用光机和矫形支机械与动力学院机械设计制造及其自动化架等。

碳纤维复合材料还具有生物组织相容性和血液相容性，生物环境下稳定性好，也用作生物医学材料。

此外，复合材料还用于制造体育运动器件和用作建筑材料等。

从全球范围看，汽车工业是复合材料最大的用户，今后发展潜力仍十分巨大，目前还有许多新技术正在开发中。

例如，为降低发动机噪声，增加轿车的舒适性，正着力开发两层冷轧板间粘附热塑性树脂的减振钢板为满足发动机向高速增压高负荷方向发展的要求，发动机活塞连杆轴瓦已开始应用金属基复合材料。

为满足汽车轻量化要求，必将会有越来越多的新型复合材料将被应用到汽车制造业中。

随着现代科学技术的发展，具有轻质高强度耐腐蚀易合成型等优点的非金属材料越来越多的取代传统的金属材料，在汽车上得到了应用。

在汽车工业中非金属材料有塑料橡胶摩擦材料涂料胶黏剂复合材料玻璃纺织材料密封材料及润滑油等。

其中汽车用复合材料在汽车工业中越来越得到广泛的重视和应用，而且有着定的市场开发前景。

般称为复合材料的是由纤维等增强材料与基底母体等种或种以上性质不同的材料，通过各种工艺手段组合而成。

它与纤维增强塑料纤维增强金属金属塑料层叠材料等相当，具有质量轻强度高刚度好的特点，这些复合材料在汽车零部件上应用很盛行。

复合材料的突出特点比强度与比模量高。

比强度比模量是指材料的强度和模量与密度之比，比强度越高，零件自重越小比模量越高，零件的刚性越大。

因此对高速运转的结构件或需减轻自重的运输工具具有重要意义。

纤维增强复合材料中的纤维与基体间的界面能够有效地阻止疲劳裂纹的扩展，外加载荷由增强纤维承担。

大多数金属材料的疲劳强度极限是其拉伸强度的，而复合材料则可达到。

在热塑性塑料中掺入少量的短切碳纤维可大大地提高它的耐磨性，其增加的倍数可为原来的好几倍。

如聚氯乙烯以碳纤维增强后为其本身的倍，聚四氟乙烯为其本身的倍聚丙烯为其本身的倍聚酰胺为其本身的倍聚酯为其本身的倍。

选用适当塑料与钢板复合可作耐磨物件，如轴承材料等。

用聚四氟乙烯或聚甲醛为表层多孔青铜和钢板为里层的三层复合材料，可制成滑动轴承的良好材料。

机械与动力学院机械设计制造及其自动化化学稳定性优良。

纤维增强酚醛塑料可长期在含氯离子的酸性介质中使用，用玻璃纤维增强塑料，可制造耐强酸盐酯和些溶剂的化工管道泵阀及容器等设备。

如用耐碱纤维与塑料复合，还能在强碱介质中使用。

耐碱纤维可用来取代钢筋与水泥复合。

耐高温烧蚀性好。

纤维增强复合材料中，除玻璃纤维软化点较低外，其他纤维的熔点或软化点般都在以上，用这些纤维与金属基体组成的复合材料，高温下强度和模量均有提高。

工艺性与可设计性好。

调整增强材料的形状排布及含量，可满足构件强度和刚度等性能要求，且材料与构件可次成型，减少了零部件紧固件和接头数目，材料利用率大大提高。

复合材料的主要分析在汽车制造中我么可以看到的复合材料包括碳纤维强化塑料纤维增强金属金属塑料层辑材料车用玻璃纤维增强复合材料在上述的材料中我们可以查到这些的性能条件，有些是在研究中的复合材料，在目前的材料选用中，玻璃纤维仍然是用量最大的复合材料。

在汽车工业中的复合材料设计应注意个原则比强度高和比刚度高材料与环境相适应性价比高。

根据上述的分析，我们可以很明显的看出复合材料的优势，因此可以在此做出更加确定的总结，根据上文分析以及对轻量化设计中所做的研究，我们可以在汽车底盘甲板以及夹层结构中使用复合材料，这些复合材料的性能和优势特点在上述文章中已经给出说明。

通过我们已经作出的各项研究设计和理论概述，后面将对整篇设计设计过程给出更加清晰地总结性概述。

机械与动力学院机械设计制造及其自动化第章新能源电动车底盘甲板夹层材料轻量化设计实例分析在之前的分析概述中我们解决了本文中最关键的部分，即底盘甲板轻量化设计的夹芯层设计方案，因为在底盘轻量化的设计中，如果解决好了夹层结构的设计，在满足各项要求的情况下，我们可以制造出更加坚固耐用同时重量更加轻盈的地盘设计，这在电动汽车的减重方案的导师和同学。

机械与动力学院机械设计制造及其自动化参考文献李响承载夹层复合材料的轻量化设计方法及其应用研究武汉理工大学，李响，李刚炎，游敏，陈方玉多载荷约束夹层结构轻量化设计及应用武汉理工大学学报，李辉基于车身强度准则法的结构轻量化设计与研究武汉理工大学，郭乃文载重吨自翻车结构分析及轻量化设计的研究北京交通大学，赵韩，钱德猛基于的汽车结构轻量化设计农业机械学报蒋成武，谭继锦，孙立君，储昭淼客车底架有限元分析与轻量化车辆与动力技术杨富强基于有限元的客车车身轻量化扬州大学，王兴宇大吨位自卸车轻量化研究武汉理工大学，宋发宝大型天线座车车架轻量化设计研究武汉理工大学，王皎重型特种车车架强度分析及其轻量化问题研究武汉理工大学，殷小霖基于有限元法的车架轻量化设计武汉理工大学，机械与动力学院机械设计制造及其自动化赵韩钱德猛基于的汽车结构轻量化设计合肥工业大学，中将得到更好的设计效果。

因此接下来我们将主要针对具体的设计模型和参数来验证上述的分析设计过程。

下文中将使用到些文献资料和研究成果，我们会在尾页给出说明，对于已经得到验证的实验数据和分析过程我们将不再探讨，本文中所直接使用的关系式均已出处。

根据我们之前的设计要求，我们得到的各项设计方案均需要达到同样的目的，即提高强度和减轻车身重量，本文关键之处在于减轻底盘甲板的重量。

下面的分析将主要围绕具体的数据结构展开。

图电动车底盘构造图上图为新能源电动车地盘设计图，根据资料显示，该电动车底盘甲板原始材料使用的是钢板，在设计要求中我们需要尽可能减轻地盘的重量，因此根据前述上文，我们需要在甲板上进行改进设计，在考虑到地盘的稳定性和安全性后，我们后续主要会采用复合材料进行设计夹层结构，这样根据已知的要求，我们选用铝合金面板材料，屈服刚度为，设计要求为，后续只需要考虑弯曲刚度和扭转刚度等要求即可。

数据如下表机械与动力学院机械设计制造及其自动化表底盘甲板初始参数和轻量化设计要求参数底盘甲板初始参数底盘甲板轻量化设计要求尺寸要求单位长度尺寸要求单位长度宽度宽度厚度厚度屈服强度单位屈服强度单位弯曲刚度，未找到引用源。

单位弯曲刚度单位，未找到引用源。

扭转刚度，未找到引用源。

单位扭转刚度单位，未找到引用源。

单位面积重量，未找到引用源。

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减轻表夹层结构属性参数密度，未找到引用源。

弹性模量，未找到引用源。

剪切模量，未找到引用源。

面板层铝合金，未找到引用源。

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机械与动力学院机械设计制造及其自动化夹心层复合材料夹芯，未找到引用源。

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新能源电动车底盘甲板弯曲刚度的分析设计在保证强度要求的前提下，考虑弯曲刚度进行设计，而根据下述公式有夹心层厚度面板层厚度，未找到引用源。

和夹层结构最小重量表达式，未找到引用源。

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根据上式可得，未找到引用源。

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