本课题所研究的微型纯电动皮卡汽车，因为其独特的功能，货车和轿车的结合，利用电机驱动方式深受广大年轻人的喜爱，这就要求此微型纯电动皮卡车架需要满足广大消费者的需求，例如振动，噪声，强度，刚度和质量等等方面的要求。近几年来，无论国内外对纯电动皮卡车都有所研究，尤其是美、英等发达国家，但到目前为止技术还不算成熟。在我国，目前电动皮卡车已经在逐渐走向市场，在未来有可能成为主流，因此本课题尝试对其进行设计。

而且这款微型纯电动皮卡车架为非承载式车架，所以车身比较笨重，质量大，高度高，悬挂不是直接联在车身上，而是联在车架上，车架上面再扣上一个车身，所以其车架需要承受来自车身和地面传递过来的各种方向上面的力，当然汽车车架的有限元分析也是主要包括车架结构强度、刚度的分析，车架各部分受力的情况及优化，以及车架对于噪声、振动产生的传递分析和优化

以下便是我对于在研究微型纯电动皮车架有限元分析和结构优化中所涉及到的一些工具和技术研究的国内外类似研究现状做一个简单的介绍

（1）汽车车架上有限元分析国内外研究现状

因为本文所研究的这款微型纯电动皮卡车架为分承载式车架，所以车身比较笨重，质量大，高度高，悬挂不是直接联在车身上，而是联在车架上，车架上面再扣上一个车身，所以其车架需要承受来自车身和地面传递过来的各种方向上面的力，当然汽车车架的有限元分析也是主要包括车架结构强度、刚度的分析，车架各部分受力的情况及优化，以及车架对于噪声、振动产生的传递分析和优化。

目前国内很多研究机构和高校都针对汽车车架的有限元分析和结构优化在进行努力的研究。2007年,武汉理工大学的邓亚东教授对轻型载货汽车车架进行有目标对车架进行优化设计，得出优化结果^[1]。2007年，广西大学机械工程学院陈树勋， 梁光明， 李会勋等人，在轮式装载机前车架结构载荷计算、有限元分析与优化设计中，对装载机前车架进行有限元分析与优化的关键是准确无误地确定其工作载荷。根据前车架与工作装置的静定连接关系,提出一种等效结构法,高效可靠地计算了各工况前车架承受的载荷。而后对前车架结构进行有限元分析,得出了15种工况下的变形和应力分布^[2].2009年，清华大学的扶原放老师对微型电动车车架进行结构可靠性优化设计，在考虑了多种行驶工况的冲击载荷对车架的破坏作用下，对该微型电动车车架进行拓扑优化分析得出优化结果，根据拓扑优化结果建立满足各总成的布置和实际行驶要求的新设计结构，基于结构可靠性和有限元法对新设计车架的结构参数进行了可靠性优化设计^[3]。安徽汽车工程学会2010学术年会，通过有限元分析，对车架扭转刚度进行研究，优化车架结构，提高车架性能。同时通过实际车辆的检测测量，对比车架优化前后车架的扭转位移。通过CAE有限元分析结果与实际测量结果对比分析，发现两者具有一致性，该轻型载货车优化后的车架结构合理，同时表征了有限元扭转刚度分析方法可以直接评价结构设计，是一种有效的故障诊断方法限元分析与优化，对车架有限元模型进行了刚度强度分析、模态分析，并以车架的总质量最小为优化^[4]。

相对于国内，国外对于车架的有限元分析相对起步较早，技术相对比较成熟，国外对于汽车车架的研究比较重视，美国，日本早在七八十年代就对于汽车车架的研究步入了正规，涉及到的领域、范围较广泛 ，在九十年代左右，便对汽车车架分别在满足静态要求和动态要求的情况下对，进行了优化，并得到满意的结果，

1991年Ao.Kazuo,Niiyama 等人，对车架进行了优化设计，得出了满足车架静态要求的更好的结果^[5]。1999年Kim,H.S 等人，分析车架的静态研究，在极限静态载荷下，分析车架的强度与强度，最后得出一个系统的研究方法^[6]。2003 年Enoki,Shinichi 等人，对某轿车的车身通过用壳单元与梁单元分别进模，分别对两种不同的模型进行结构刚度和动态分析，对这两个结果进行比较，来说明在车身的有限元分析中，使有梁单元分析可以减少设计与改进周期^[7]。2004 年Hadad,H,Ramezani,A 等人，对汽车车架进行了全面的从模拟到实验的动态研究，最后利用汽车振动学，根据分析结果和实验的导引修改汽车车架使其具有更好的性能^[8]。2005年，Fredricson,Harald 总结了拓扑技术运用在汽车行业的所有涉及的应用，分析在哪个方面的效果更大^[9]。并且国外在对于军用车车架的研究一直比较先进，Thota, Jagadeep; O’Toole, Brendan J等人对军用车对于冲击响应的研究，得出在冲撞过程中军用车需要优化的部分^[10]。Monika S.Agrawal在2015年通过静态方法实现动态分析，结合现有理论知识和先进的分析方法，改善与结构相关的问题一种商业工具，如强度，刚度和疲劳特性与应力，弯曲力矩和振动^[11]。Yuan Ren, Yongchang Yu, Binbin Zhao等人在2017年利用大型软件ABAQUS来分析自然振动频率。并介绍了SX360自卸车框架的动态模式，为该框架的优化设计提供了必要的理论依据^[12]。

（2）车架的结构优化及其轻量化

首先，我国是目前世界上汽车保有量最大的国家，随之而来的就是燃料问题，我国石油资源基本上都是依靠进口，是石油进口大国，所以说发展新能源汽车迫在眉睫，对于微型电动皮卡的研究是避免不了的，而且针对节能方面，众所周知，汽车质量越大，能耗越多，前文已经讲过，皮卡属于非承载式车身，所以其车架的质量很大，这部分质量在能耗方面贡献了很大一部分力量，所以对于我们这种微型纯电动皮卡的车架结构优化及其轻量化的研究是不可避免的。王青春， 赵娟妮等人2017年以国内某轻卡车架轻量化优化设计为例，通过台架试验对其结果进行了试验验证,得出了有限元分析与试验验证均在误差范围内的结果此评价方法为载货汽车轻量化评价提供了依据。而在生产制造方面,对车架进行了成形工艺的研究^[13]。 姚明波 2017年，对关于重型商用汽车的车架轻量化设计研究，,能够在一定程度上减小汽车的耗油量与废弃的排放,并在保持汽车整体性能与造价不变的条件下,降低汽车自身重量提升动力性能与可靠安全性能^[14] Guan Zhou, Guangyao Li, Aiguo Cheng等人2015年合理利用拓扑优化对汽车车身进行合理的优化并对其车身进行一定程度的切割和焊接使其车身更加的轻^[15]。Wang, Dengfeng; Jiang, Rongchao在2016年利用NSGA-II和TOPSIS方法对汽车轻量化有关参数进行了较为详细的比较、筛选^[16]

目前汽车结构轻量化研究可分为几个大的方向: