微型電動汽車底盤結構優化分析

底盤作為微型電動汽車的關鍵部件，可以承受大部分載荷，固定和連接大部分零部件。在汽車底盤的結構設計中，底盤要有足夠的剛度和強度，底盤結構的靜動態特性要合理。為了優化底盤結構，對微型電動汽車的底盤結構進行了分析，并根據幾種不同工況的靜態力學分析給出了優化對策。

底盤在整個微型電動汽車的建造和運行中起著重要的作用，直接關系到電動汽車的行駛安全性、舒適性和可靠性。由于車輛會面臨各種工況，不同的工況會給底盤結構帶來不同程度的應力，導致底盤結構彎曲，降低車輛的安全性能，因此需要通過分析來優化底盤結構。

微型電動汽車底盤的結構分析

1.底盤結構分析

微型電動汽車底盤結構主要由主底盤和副底盤組成，為長245cm、寬128cm的側梁結構。主底盤兩側由長、短縱梁和橫梁組成，分別有兩個長、短縱梁和幾個橫梁，副底盤由四個橫梁和兩個縱梁組成。主底盤和副底盤由標準矩形鋼管制成。這種底盤結構可以最大限度地利用底盤空間，具有重量輕、結構簡單、剛度大、強度高等優點。不僅方便了各種零件的安裝，也使各種零件在底盤空間的布局更好，為以后底盤結構的修改和優化提供了方便。微型電動汽車底盤的結構參數主要包括載重量、最大行駛速度、最大爬坡能力、輸出功率等。

2.有限元模型的建立

在分析了微型電動汽車的底盤結構后，需要建立有限元模型進行有限元分析。利用ANSYS軟件對底盤結構進行有限元建模。其實ANSYS軟件可以識別兩種模型：幾何模型和有限元模型。幾何建模有兩種方法：實體建模和直接結構建模。但幾何建模不適合工作量大、結構復雜的底盤結構，可能導致計算不準確、精度低。——有限元模型作為一種特殊的數學模型，可以避免上述問題，因此本文決定建立電動汽車底盤結構的有限元模型。

有限元模型由節點和連接節點的網絡組成。在ANSYS軟件中，底盤結構的有限元模型可以通過兩種方式建立，一種是直接在軟件中繪制圖形，另一種是通過其他繪圖軟件建立模型，然后將模型導入ANSYS軟件，轉換成軟件可識別的有限元模型。用ANSYS軟件對底盤結構進行有限元建模，與其他軟件相比，在網格處理和設置上具有明顯的優勢，可以更早地將模型分解成所需的有限元模型，即借助軟件之間的接口將模型的相應屬性輸入ANSYS軟件，從而實現模型的分析計算。

微型電動汽車底盤結構的優化1。不同工況下的靜態力學分析。在緊急制動的情況下，很容易造成底盤與懸架連接處出現裂紋。有必要對這種工況下底盤結構的慣性力和反向縱向載荷進行分析計算。底盤結構施加縱向加速度，制動距離設定為8m，起步速度為50m/s，計算制動減速度為9.5m/s，假設能達到這么大的減速度，緊急制動時車輛的動載荷系數為1.5。結果表明，由于縱向加速度的作用，底盤結構的前部會前傾，但幅度不大，而底盤結構的后部由于集中載荷的作用會產生較大的變形。

在轉彎的情況下，車身會傾斜

根據上述兩種工況下汽車底盤結構的靜態力學分析計算結果，對底盤結構進行了優化。針對底盤結構前端容易前傾變形的問題，應在基礎現有橫梁旁增設附加橫梁，分散結構前端承受的重量和荷載，減少應力和變形。鑒于底盤結構中間兩根縱梁變形較大，應在中間增加一根橫梁，分擔縱梁所承受的載荷。為了減輕汽車本身的總重量，在滿足受力要求的情況下，應適當減小主梁的尺寸。鑒于只有一個支撐點的底支架和懸架吊耳在正常工況下承受的應力最大，應在支架兩側焊接加強筋連接支架和吊耳，以增大受力面積，轉移應力分布，減少應力對底盤結構的影響。考慮到底盤結構后部的變形，應在具有減振功能的連接處增加兩條加強筋。一方面可以加強關節的支撐；另一方面，底盤的后半部分也可以固定，以減少工作狀態下應力對后半部分變形的影響。

摘要

微型電動汽車在實際運行中，會遇到各種工況，對底盤結構造成不同的載荷和問題。基于模型建立和工況力學計算分析，微型電動汽車底盤結構設計應選擇剛度和強度高的材料，并根據不同工況下底盤結構的受力情況合理布置各部件，以減少應力對汽車底盤結構的影響。