電動汽車整車設(shè)計.ppt

2電動汽車整車設(shè)計 2 1汽車業(yè)CAD CAM CAE技術(shù)發(fā)展2 2電動車輛整車標(biāo)準(zhǔn)體系2 3電動汽車的總體設(shè)計2 4電動汽車的參數(shù)選擇2 5電動汽車零部件載荷計算 2 1汽車業(yè)CAD CAM CAE技術(shù)發(fā)展1 汽車工業(yè)代表著一個國家制造業(yè)發(fā)展的水平 汽車工業(yè)一直是CAD CAM CAE系統(tǒng)應(yīng)用的先鋒 作為制造業(yè)的中堅 CAD技術(shù)的應(yīng)用 有效地推動了汽車制造業(yè)的前進(jìn) 汽車業(yè)的需求也極大地帶動了CAD技術(shù)的發(fā)展 1 汽車業(yè)面臨的問題 1 保有量的相對固定 導(dǎo)致競爭加劇 2 汽車制造業(yè)是技術(shù)密集型和勞動密集型產(chǎn)業(yè) 易學(xué)好用 設(shè)計 分析 制造一體化的軟件就受到企業(yè)的青睞 同時 支撐整個企業(yè)產(chǎn)品信息的框架式軟件 產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng) PDM 也逐漸為眾多的汽車制造商所接受 2 汽車業(yè)巨人們?nèi)绾未蛩愀鞔笃囍圃焐潭紝γ嫦蛘麄€企業(yè)信息系統(tǒng)的制訂了改造計劃并已實施 以下為幾個主要的汽車制造商所提出的計劃 福特 福特2000年 C3P項目 馬自達(dá) 數(shù)字改造計劃 日產(chǎn) 業(yè)務(wù)過程革新 雷諾 產(chǎn)品設(shè)計及生產(chǎn)環(huán)境重組 日野 并行工程計劃 等等 以福特汽車公司的軟件選型為例 3 史無前例的軟件選型 福特建立C3P體系1993年 福特汽車公司制定了面向21世紀(jì)的 福特2000年 長遠(yuǎn)發(fā)展規(guī)劃 決定徹底改造自己的計算機應(yīng)用狀況 福特的目標(biāo)是 一個新車型的開發(fā)周期從目前的36個月縮短到18個月乃至12個月 新車開發(fā)的后期設(shè)計修改減少50 原型車制造和測試成本減少50 投資收益提高30 福特希望用一個產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng) PDM 把計算機輔助設(shè)計 CAD 計算機輔助工程分析 CAE 計算機輔助制造 CAM 集成起來 融匯到一個遍布全球的公用數(shù)據(jù)系統(tǒng)之中 即C3P CAD CAM CAE PDM 這是C3P概念在整個業(yè)界第一次正式提出 4 福特效應(yīng) 伴隨著大型汽車制造廠商開始選擇主流軟件的浪潮 很多汽車企業(yè)開始啟動了自己的選型計劃 繼福特之后 又有了馬自達(dá) 日產(chǎn) 雷諾 日野等等 在近三年這些新的大型選型過程中 SDRC公司贏得了約80 的合同 這種現(xiàn)象被業(yè)界評論家稱之為 福特效應(yīng) 一個有趣的現(xiàn)象是 在決勝階段幾乎都是SDRC與PTC展開最后爭奪 因為只有這兩種軟件才真正代表著九十年代CAD技術(shù)發(fā)展的最高水平 附表為近三年選擇SDRC軟件作為主要技術(shù)支撐的汽車業(yè)廠商 5 汽車業(yè)人士如是說福特公司副總裁NeilRessler先生 C3P是由福特主導(dǎo)的一次對設(shè)計自動化環(huán)境的重新武裝 它具有十分重大的意義 我相信C3P項目將為福特帶來極大的競爭優(yōu)勢 福特C3P項目總經(jīng)理RichardRiff博士 我們已經(jīng)超額完成任務(wù) 當(dāng)我們開始時 不少業(yè)內(nèi)人士說在四年時間內(nèi)完成C3P幾乎是不可能的 我們要證明他們是錯的 我們會比原計劃更快地實現(xiàn)這一目標(biāo) 雷諾科技信息系統(tǒng)部主任FrancoisPistre先生 選擇象SDRC這樣世界級的軟件供應(yīng)商 與馬特拉一起參與我們車輛工程 將會幫助我們在雷諾成功地進(jìn)行前所未有的 最廣泛的產(chǎn)品設(shè)計及生產(chǎn)環(huán)境重組工作 融匯SDRC與馬特拉的豐富的汽車專業(yè)經(jīng)驗以及來自雙方的廣泛的先進(jìn)設(shè)計 制造技術(shù) 將使雷諾受益匪淺 這對保持雷諾在當(dāng)今市場上的強有力的競爭地位是至關(guān)重要的 日產(chǎn)公司工程系統(tǒng)部的總經(jīng)理JojiMadusa先生 單一CAD CAM CAE系統(tǒng)可使車身曲面 動力總成 實體設(shè)計以及零部件設(shè)計實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化 這將使得整車開發(fā)全過程獲得極大的并行性 日產(chǎn)董事會成員 業(yè)務(wù)過程革新部總經(jīng)理YoshimichiUrabe先生 日產(chǎn)公司在全球范圍內(nèi)開發(fā) 制造和銷售汽車產(chǎn)品 日產(chǎn)需要開發(fā)制造出讓客戶滿意的車 為此 我們需要集我們所有之技術(shù)秘訣 過程知識以及具有全球性資源的優(yōu)點來不斷改進(jìn)自身 以全新姿態(tài)進(jìn)入下一個世紀(jì) 從這方面考慮 來自SDRC的IDEAS和Metaphse技術(shù)將是幫助實現(xiàn)我們的目標(biāo) 并行工程的最有效的工具 在日產(chǎn)全球部門進(jìn)行的業(yè)務(wù)過程革新 將改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量 減少成本和縮短上市時間 這將是引人注目地改進(jìn)全部產(chǎn)品性能的強大的驅(qū)動力 也是達(dá)到日產(chǎn)業(yè)務(wù)目標(biāo)的關(guān)鍵因素 馬自達(dá)項目總經(jīng)理MitsushiroNiimi先生 在技術(shù)是第一生產(chǎn)力的今天 要想在全球大市場中占有一席之地 必須不斷地改進(jìn)技術(shù) 馬自達(dá)選擇了IDEASMasterSeries是因為它在曲面造型 實體造型 仿真分析 制造 測試和并行工程方面的強大功能 并且該軟件是使馬自達(dá)在數(shù)字改造計劃中獲益并急需的技術(shù) 我們對與SDRC公司業(yè)已建立的密切合作關(guān)系很滿意 MetaphaseSeries2軟件將能夠使馬自達(dá)在開發(fā)方面具有企業(yè)級的并行工程工具 這意味著我們的工程師將能夠更密切的并肩工作 快捷 可靠地享用工程數(shù)據(jù) 采用這一并行工程手段將幫助馬自達(dá)更有效地通訊 降低開發(fā)費用 縮短產(chǎn)品上市時間 6 汽車業(yè)計算機應(yīng)用未來發(fā)展趨勢高質(zhì)量 低成本 更快的產(chǎn)品上市時間和更新的產(chǎn)品式樣是企業(yè)注定要追求的共同目標(biāo) 汽車業(yè)計算機應(yīng)用未來發(fā)展趨勢 改進(jìn)企業(yè)過程 有效地利用企業(yè)資源 步入全球性大協(xié)作 核心式工程工具 實現(xiàn)電子 或數(shù)字 樣機需要核心式的主模型技術(shù) 數(shù)據(jù)管理及控制 用PDM系統(tǒng)構(gòu)建企業(yè)信息框架 實現(xiàn)企業(yè)級信息共享 集成的供應(yīng)鏈 制造廠商與零配件供應(yīng)商的日趨緊密的信息共享形成集成的供應(yīng)鏈 2 2電動車輛整車標(biāo)準(zhǔn)體系國際標(biāo)準(zhǔn)化組織標(biāo)準(zhǔn)電動道路車輛安全要求第1部分 車載儲能裝置電動道路車輛安全要求第2部分 功能安全方式和故障防護電動道路車輛安全要求第3部分 防止人員觸電 電動道路車輛術(shù)語電動道路車輛參考能量消耗率和續(xù)駛里程乘用車和輕型商用車輛試驗規(guī)程 電動道路車輛道路操縱特性 2 3電動汽車的總體設(shè)計電動汽車的基本結(jié)構(gòu)電動汽車的組成包括電力驅(qū)動及控制系統(tǒng) 驅(qū)動力傳動等機械系統(tǒng) 完成既定任務(wù)的工作裝置等 電力驅(qū)動及控制系統(tǒng)是電動汽車的核心 也是區(qū)別于內(nèi)燃機汽車的最大不同點 電力驅(qū)動及控制系統(tǒng)由驅(qū)動電動機 電源和電動機的調(diào)速控制裝置等組成 電動汽車的其他裝置基本與內(nèi)燃機汽車相同 a 前輪驅(qū)動1 蓄電池2 調(diào)速控制器3 驅(qū)動電動機4 轉(zhuǎn)向驅(qū)動輪5 水箱6 充電器7 充電插座圖2 1電動汽車的組成圖 b 后輪驅(qū)動1 直交逆變器2 驅(qū)動電動機和減速器3 鈉硫電池4 系統(tǒng)控制器5 電動轉(zhuǎn)向器6 加熱器圖2 2電動汽車的組成圖 1 工作裝置2 驅(qū)動橋3 驅(qū)動電動機4 液壓泵5 油泵電動機6 蓄電池7 轉(zhuǎn)向橋8 平衡重9 調(diào)速控制器10 方向盤圖2 3工業(yè)用電動叉車的組成圖 電動車輛的組成與各部件的功用1 電源電源為電動汽車的驅(qū)動電動機提供電能 電動機將電源的電能轉(zhuǎn)化為機械能 通過傳動裝置或直接驅(qū)動車輪和工作裝置 2 驅(qū)動電動機驅(qū)動電動機的作用是將電源的電能轉(zhuǎn)化為機械能 通過傳動裝置或直接驅(qū)動車輪和工作裝置 3 電動機調(diào)速控制裝置電動機調(diào)速控制裝置是為電動汽車的變速和方向變換等設(shè)置的 其作用是控制電動機的電壓或電流 完成電動機的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)方向的控制 4 傳動裝置電動汽車傳動裝置的作用是將電動機的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩傳給汽車的驅(qū)動軸 當(dāng)采用電動輪驅(qū)動時 傳動裝置的多數(shù)部件常?？梢院雎?5 行駛裝置行駛裝置的作用是將電動機的驅(qū)動力矩通過車輪變成對地面的作用力 驅(qū)動車輪行走 它同其他汽車的構(gòu)成是相同的 由車輪 輪胎和懸架等組成 6 轉(zhuǎn)向裝置專用裝置是為實現(xiàn)汽車的轉(zhuǎn)彎而設(shè)置的 由轉(zhuǎn)向機 方向盤 轉(zhuǎn)向機構(gòu)和轉(zhuǎn)向輪等組成 7 制動裝置電動汽車的制動裝置同其他汽車一樣 是為汽車減速或停車而設(shè)置的 通常由制動器及其操縱裝置組成 在電動汽車上 一般還有電磁制動裝置 它可以利用驅(qū)動電動機的控制電路實現(xiàn)電動機的發(fā)電運行 使減速制動時的能量轉(zhuǎn)換成對蓄電池充電的電流 從而得到再生利用 8 工作裝置工作裝置是工業(yè)用電動汽車為完成作業(yè)要求而專門設(shè)置的 如電動叉車的起升裝置 門架 貨叉等 2 3 1電動汽車的總體構(gòu)造一般由四部分組成 1 電動機電動機是電動汽車的動力裝置 其作用是產(chǎn)生動力 通過傳動系驅(qū)動車輪使汽車行駛 電動機主要有直流電動機和交流機兩類 2 底盤底盤作用是支承 安裝電動動機及其各部件 總成 形成電動汽車的整體造型 并接受電動機的動力 使汽車產(chǎn)生運動 保證正常行駛 底盤由傳動系 行駛系 轉(zhuǎn)向系和制動系四部分組成 3 車身車身安裝在底盤的車架上 用以駕駛員 旅客乘坐或裝載貨物 轎車 客車的車身一般是整體結(jié)構(gòu) 貨車車身一般是由駕駛室和貨箱兩部分組成 4 控制系統(tǒng)及電氣設(shè)備控制系統(tǒng)是對電動汽車的起動 行駛 前進(jìn) 倒車 制動等進(jìn)行控制 電氣設(shè)備由電源和用電設(shè)備兩大部分組成 2 3 2電動車輛的總體布置電動車輛的布置是指電源 蓄電池 驅(qū)動裝置及調(diào)速控制裝置等的具體布置 1 電動機中央驅(qū)動電動機中央驅(qū)動的布置方式如圖2 4所示 圖2 5為蓄電池叉車的驅(qū)動布置圖 圖2 6為電動牽引車的驅(qū)動布置圖 中央驅(qū)動布置的特點是只需一只驅(qū)動電動機 控制電路較簡單 車輛的結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)布置相近 可以在內(nèi)燃機車輛的基礎(chǔ)上改裝 其傳動裝置和技術(shù)較成熟 圖2 4電動汽車的中央驅(qū)動布置示意圖 1 蓄電池2 車體3 隨動支承輪4 驅(qū)動輪5 轉(zhuǎn)向裝置6 驅(qū)動電動機7 轉(zhuǎn)向傳動軸8 制動桿9 液壓操縱桿10 座椅11 液壓泵和電動機12 前輪圖2 5蓄電池叉車的驅(qū)動布置圖 1 車體2 制動操作裝置3 電控裝置4 轉(zhuǎn)向裝置5 蓄電池組6 調(diào)速控制器7 牽引鉤8 驅(qū)動橋9 轉(zhuǎn)向輪圖2 6電動牽引車的驅(qū)動布置圖 2 電動汽車的橫向驅(qū)動布置 圖2 7示意圖 有 前置和后置方式 圖2 7電動汽車的橫向驅(qū)動布置示意圖 3 電動汽車的邊置縱向驅(qū)動布置 圖2 8示意圖 有 前置和后置方式 圖2 8電動汽車的橫向驅(qū)動布置示意圖 4 電動輪驅(qū)動電動輪驅(qū)動的方式是將電動機及相應(yīng)的減速器布置在車輪上 如圖2 9所示 圖2 9電動輪驅(qū)動方式的布置 5 電池及驅(qū)動控制裝置的布置蓄電池的質(zhì)量占據(jù)電動車輛自重的較大的比例 所以在考慮車輛總體布置時應(yīng)使整車的質(zhì)量分布均勻 使各車軸或車輪的載荷趨于一致 驅(qū)動電動機的控制裝置本身的重量不大 體積也較小 布置的位置很靈活 但應(yīng)注意電路盡可能簡化 大電流回路的導(dǎo)線盡量短 電路的電壓損失盡可能小 控制裝置的安裝要注意減震 防酸和散熱以及方便檢修等方面的要求 2 3 3外形尺寸參數(shù)1 汽車設(shè)計中 外形尺寸包括 長 寬 高 軸距 輪距 前后懸長和離地距等 各參數(shù)的含義見下圖2 10 圖2 10外形尺寸參數(shù) 2 各級汽車的尺寸標(biāo)準(zhǔn)確定汽車尺寸所要考慮的因素主要是機械布局和使用要求 其中機械布局視乎廠家各自的設(shè)計方案有所差異 使用要求則主要由汽車所針對的目標(biāo)市場級別而定 各主要級別 主要乘用車 的常見尺寸范圍 表2 3 1 3 如何確定具體尺寸確定汽車尺寸首先要服從機械布局 然后要滿足各項應(yīng)有的功能 如必須具備載客 載貨的空間等 具體確定方法 長度長度是對車輛的用途 功能 使用方便性等影響最大的參數(shù) 2 寬度寬度主要影響乘坐空間和靈活性 對于乘用轎車 如果要求橫向布置的三個坐位都有寬闊的乘坐感 主要是足夠的肩寬 那么車寬一般都要達(dá)到1 8M 3 高度車身高度直接影響重心 操控性 和空間 大部分轎車高度在1 5米以下 與人體的自然坐姿高度相比低很多 主要是出于降低全車重心的考慮 以確保高速拐彎時不會翻車 4 軸距在車長被確定后 軸距是影響乘坐空間最重要的因素 因為占絕大多數(shù)的2廂和3廂轎車 乘員的坐位都是布置在前后軸之間的 5 前 后懸車長 前懸 后懸 軸距 軸距越長 前后懸便越短 最短的懸殊長可以短至只有車輪 即為車輪半徑1 2 一般轎車的懸長都不能太短 一來軸矩太長會影響靈活性 二來要考慮機械零件的布局 圖2 11A B角分別稱為接近角和離去角 是衡量車輛通過性的重要指標(biāo) 由圖可見角度越大 車身能安全通過的坡度越大 其中接近角尤為重要 因此越野車的前懸都很短 6 輪距輪距直接影響車輛的前后寬度比例 與其它尺寸相比 輪距更受機械布局 尤其是懸掛系統(tǒng) 的影響 是設(shè)計師需要在很早期就確定的參數(shù) 7 離地距離地距即車體最低點與地面的距離 后驅(qū)車的離地最低點一般在后軸中央 前驅(qū)車一般在前軸 也有些轎車的離地距最低點在前防撞桿下緣 氣流動力學(xué)部件 車輛的長 寬 高 軸距是影響乘坐空間的四要素 是基礎(chǔ) 要在尺寸大的車身上設(shè)計出空間充裕的座艙 還必須精心設(shè)計車廂輪廓 這就是所謂的 利用率 問題 而它又與全車的整體布局息息相關(guān) 2 3 4電動汽車的布置1 利用汽油發(fā)動機汽車的原有傳動系統(tǒng) 前輪 后輪 后輪 前輪 傳動系統(tǒng) 車軸 電動機 車軸 前輪 后輪 后輪 前輪 傳動系統(tǒng) 車軸 電動機 車軸 畜電池 畜電池 畜電池 畜電池 2 電動機與車軸平行布置 前輪 后輪 后輪 前輪 傳動系統(tǒng) 車軸 電動機 車軸 前輪 后輪 后輪 前輪 傳動系統(tǒng) 車軸 電動機 車軸 畜電池 畜電池 畜電池 畜電池 3 電動輪分前軸裝電動輪 后軸裝電動輪 前后都裝電動輪 前輪 電動輪 電動輪 前輪 車軸 車軸 畜電池 畜電池 2 4電動汽車的參數(shù)選擇汽車的主要特征和技術(shù)特性隨所裝用的原動力機類型和特性的不同 通常有以下的結(jié)構(gòu)參數(shù)和性能參數(shù) 1 整車裝備質(zhì)量 kg 汽車完全裝備好的質(zhì)量 包括潤滑油 畜電池 隨車工具 備胎等所有裝置的質(zhì)量 2 最大總質(zhì)量 kg 汽車滿載時的總質(zhì)量 3 最大裝載質(zhì)量 kg 汽車在道路上行駛時的最大裝載質(zhì)量 4 最大軸載質(zhì)量 kg 汽車單軸所承載的最大總質(zhì)量 與道路通過性有關(guān) 5 車長 mm 汽車長度方向兩極端點間的距離 6 車寬 mm 汽車寬度方向兩極端點間的距離 7 車高 mm 汽車最高點至地面間的距離 8 軸距 mm 汽車前軸中心至后軸中心的距離 9 輪距 mm 同一車轎左右輪胎胎面中心線間的距離 10 前懸 mm 汽車最前端至前軸中心的距離 11 后懸 mm 汽車最后端至后軸中心的距離 12 最小離地間隙 mm 汽車滿載時 最低點至地面的距離 13 接近角 汽車前端突出點向前輪引的切線與地面的夾角 14 離去角 汽車后端突出點向后輪引的切線與地面的夾角 15 轉(zhuǎn)彎半徑 mm 汽車轉(zhuǎn)向時 汽車外側(cè)轉(zhuǎn)向輪的中心平面在車輛支承平面上的軌跡圓半徑 轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)到極限位置時的轉(zhuǎn)彎半徑為最小轉(zhuǎn)彎半徑 16 最高車速 km h 汽車在平直道路上行駛時能達(dá)到的最大速度 17 最大爬坡度 汽車滿載時的最大爬坡能力 18 平均能量消耗量 畜電池kW h 燃料L 100km 汽車在道路上行駛時每百公里平均能量消耗量 19 車輪數(shù)和驅(qū)動輪數(shù) n m 車輪數(shù)以輪轂數(shù)為計量依據(jù) n代表汽車的車輪總數(shù) m代表驅(qū)動輪數(shù) 2 5電動汽車零部件載荷計算車輛在行駛過程中 其零部件承受的載荷的大小和性質(zhì)是受很多因素的影響的 車輛的動力機旋轉(zhuǎn)部分 傳動系 車輪 整個汽車的質(zhì)量構(gòu)成一個多質(zhì)量振動系統(tǒng) 在特定的條件下會產(chǎn)生共振而降低傳動系的壽命 這是車輛零部件承受動載荷 動載荷的變化 有些是有規(guī)律的 有些則是無規(guī)律的 車輛處于靜止?fàn)顟B(tài)時 車輛零部件則承受靜載荷 車輛零部件在長期使用中會發(fā)生不同形式的損傷和破壞 因此 需要計算零部件在各種工況條件下的強度 車輛的實際載荷是非常復(fù)雜的 有些力是恒定的 如重力 零部件裝配時的產(chǎn)生的預(yù)緊力或過盈力 有些是不定的 如起動時和制動時產(chǎn)生的力 零件制造誤差引起的力 動力機工作工況的改變而引起轉(zhuǎn)矩及力的改變 行駛阻力引起的力等等 當(dāng)受到短時間的大的峰值載荷的作用并在其危險斷面產(chǎn)生了超過屈服極限或強度極限的應(yīng)力時 零件將會斷裂而失效 這種失效稱為靜強度失效 抵抗這種失效的能力稱為靜強度 在設(shè)計中校核零件的靜強度 要確定其危險斷面及其所承受的最大載荷 由于在動載荷長期重復(fù)加載下形成局部高應(yīng)力區(qū)使較弱晶粒產(chǎn)生微觀裂紋并繼續(xù)發(fā)展成宏觀裂紋而導(dǎo)致疲勞破壞 這種動載荷可能是拉 壓 彎 扭載荷中的一種 也可能是其中某些載荷的復(fù)合載荷 這種失效稱為疲勞強度失效 1 傳動系最大轉(zhuǎn)矩傳動系可能產(chǎn)生大大超過其靜強度計算時所確定的轉(zhuǎn)矩 這是由于傳動系是一個振動系統(tǒng) 它具有彈性和慣性等性質(zhì)的緣故 傳動系的最大動載荷通常產(chǎn)生于汽車突然起步和緊急制動時 T 制動的最大轉(zhuǎn)矩Cd 當(dāng)量扭轉(zhuǎn)剛度 2 路面不平度影響下的車輛行駛系載在行駛過程中 車輪與路面間的相互作用力在不斷地變化著 這些變化與路面形狀及其不平度的尺寸 車輛有關(guān)零部件的慣性和彈性特性有關(guān) 這也是動載荷問題 作用于彈性元件上的動載荷為 3 傳動系靜強度計算的載荷計算按三種工況的載荷作為計算載荷1 按電機最大轉(zhuǎn)矩Tdmax傳動軸上的計算轉(zhuǎn)矩TjTj Tdmaxi TN m2 按驅(qū)動車輪與路面的最大附著力矩T maxTj T max i T G2 maxrr i T N mG2 驅(qū)動橋給水平路面的最大負(fù)荷 N max 輪胎與路面的最大附著系數(shù) 取0 8rr 輪胎的滾動半徑 m 3 按最大動載荷Tj kdTdmaxi TN mKd 動載荷系數(shù) 一般轎車為1 5 2 0 貨車為2 0 2 5 越野車為2 5 3 0 4 傳動系零件的疲勞強度計算車輛的大部分零件在行駛中承受隨時間而改變的交變應(yīng)力 當(dāng)交變應(yīng)力的大小超過一定數(shù)值時 則在零件的材料中進(jìn)行著逐漸累積損傷的過程 其表現(xiàn)形式為微觀裂紋 隨著零件的繼續(xù)運行 其微觀裂紋也在逐漸發(fā)展 擴大并減弱零件截面的強度 當(dāng)達(dá)到一定程度后零件便會突然斷裂 零件材料的內(nèi)部缺陷和加工缺陷在交變應(yīng)力的作用下往往是形成微觀裂紋的根源 上述零件的損傷和破壞稱為疲勞損傷和疲勞破壞 零件的疲勞強度也與其承載下的種類 彎曲 扭轉(zhuǎn) 以及隨時間變化的應(yīng)力循環(huán)特性 對稱循環(huán) 非對稱循環(huán) 有關(guān) 確定材料或零件的疲勞特性可對該材料的標(biāo)準(zhǔn)試件或直接對零件進(jìn)行疲勞試驗 循環(huán)次數(shù)N 用零件的累積損傷度D表示 與零件的材料及加載水平有關(guān) D 1 則認(rèn)為零件疲勞破壞 若D 1 則認(rèn)為零件有一定損傷但未破壞 用當(dāng)量應(yīng)力表示安全系數(shù)n 5 電動汽車零件的可靠性設(shè)計在機械可靠性設(shè)計中 將載荷 材料性能與強度及零部件尺寸等均視為屬于某種概率分布的統(tǒng)計量 應(yīng)用概率與數(shù)理統(tǒng)計理論和強度理論 求出在給定設(shè)計條件下零部件不產(chǎn)生破壞的概率公式 應(yīng)用這些公式就可以在給定可靠度下求出零部件的尺寸 或給定其尺寸確定其安全壽命 機械零件的可靠性設(shè)計是以應(yīng)力 強度分布干涉理論為基礎(chǔ) 機械零件的強度和工作應(yīng)力均隨機變量 呈分布狀態(tài) 6 電動汽車零部件的最優(yōu)化計算對任何設(shè)計者來說 總原作出最優(yōu)設(shè)計方案 使所設(shè)計的產(chǎn)品或工程設(shè)施具有最好的使用性能和最低的材料消耗及制造成本 以獲得最佳的經(jīng)濟效益和社會效益 因此 常常多作出幾個設(shè)計方案 從中擇其 最優(yōu) 方案 最優(yōu)化設(shè)計 是計算機廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一項新技術(shù) 最優(yōu)化設(shè)計工作包括兩部分內(nèi)容 1 將設(shè)計問題的物理模型轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)學(xué)模型 建立數(shù)學(xué)模型時要選取設(shè)計變量 列出目標(biāo)函數(shù) 給出約束條件 設(shè)計變量指在設(shè)計過程中需進(jìn)行選擇且最終必須確定的各項獨立設(shè)計參數(shù) 目標(biāo)函數(shù)指設(shè)計問題所要求的最優(yōu)指標(biāo)與設(shè)計變量之間的函數(shù)關(guān)系式 約束條件指對設(shè)計變量取值時的限制條件 2 采用適當(dāng)?shù)淖顑?yōu)化方法求解數(shù)學(xué)模型 可歸結(jié)為在給定的約束條件下求目標(biāo)函數(shù)的極值或最優(yōu)值問題