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随着全球石油资源紧张、大气污染严重和电池技术的提高,电动汽车已被世界公认为21世纪汽车工业改造和发展的主要方向。随着世界汽车数量的增加,交通事故中的伤亡人数也在逐年增长,汽车被动安全问题的重要性越来越受到人们的重视。汽车耐撞性设计不仅应用于对已有车辆耐撞性的改进上,而且也正进入新品的研发中。本文是将计算机碰撞模拟技术应用于电动车开发设计的一次尝试。
本文以正在研制中的某国产电动车为研究对象,在通过仔细分析、研究其设计图纸和技术资料、实车测量及查阅相关文献资料的基础上,建立了该电动车的整车几何模型。通过对薄壁直梁等典型构件进行正面碰撞的计算机模拟研究,并研究了诸如网格划分、材料模型、时间步长、沙漏控制等关键技术之后,建立了电动车整车正面碰撞的有限元模型。在对电动车以40km/h(11.1m/s)的初速度正撞刚性墙的过程进行计算机模拟的基础上,研究、分析了电动车在正撞过程中的能量、变形及加速度时间历程,参照国内外相关安全法规,对其整车的正撞性能进行了评估。
针对该电动车在整车正撞模拟中表现出的耐撞性方面的问题,本文对该车原设计方案进行了耐撞性改进设计,增加吸能缓冲装置、增设诱导槽、增加支撑圈梁以及增设翻边等措施。对改进后电动车正面碰撞过程的计算机模拟结果表明,其主要耐撞性指标均有明显改善,提高了该电动车整车正面碰撞的被动安全性。