摘 要

在空气污染和能源问题日益严重的今天，电动汽车凭借其节能环保的特性逐渐发展起来。本文以某款自主品牌微型电动轿车为模型进行车身总体布置与设计，绘制车身总布置图，在此基础上运用有限元分析对电动车车门进行静力学分析，通过分析结果，验证设计合理性。在参照现有车型的基础上，充分考虑人机工程学的要求，选择合理的车身承载形式，设计车身外部尺寸和内部尺寸，并对设计进行简单的校核，以满足设计需要。利用Catia软件建立该车车门外蒙皮的三维实体模型，在对结构进行简化的基础上运用有限元的方法，分析车门静止状态的受力和形变特点。在设计过程中要以人为本，既要充分考虑人的安全性和舒适性，又要满足各项性能要求，借助人体布置工具依次设计驾驶员和乘员的乘车空间以及车内其他部件的布置。同时还行当保证造型美观，布局合理。

关键词 ： 电动轿车； 车身设计 ；有限元； 人机程工学

Abstract

In the air pollution and energy problems become increasingly serious today, electric vehicles with its energy saving and environmental protection characteristics gradually developed.In this paper, the main layout and design of the vehicle body is taken as a model, and the general layout of the vehicle body is drawn. Based on this, the finite element analysis is used to analyze the electric vehicle door. The results are verified by the analysis results. On the basis of the existing models, taking into account the principles of body layout and ergonomic requirements, select a reasonable body bearing form, design the body size and internal dimensions, and the design of a simple check to meet the design need. The three - dimensional solid model of the exterior of the vehicle is established by Catia software. The finite element method is used to analyze the stress and deformation characteristics of the static state of the door. In the design process to be people-oriented, it is necessary to fully consider the safety and comfort of people, but also to meet the performance requirements, with the human body layout tools in turn design the driver and crew of the car and other parts of the car layout. At the same time also to ensure that the shape of beautiful, rational layout.

Key words : Electric car ;body design ;finite element ;machine mechanics engineering

目 录

第1章 绪论 1

1.1研究的目的和意义 1

1.2国内外研究现状 1

1.2.1 国内电动汽车发展现状 1

1.2.2 国外电动汽车发展现状 2

1.3本文研究内容和预期目标 3

第2章 微型两座电动轿车车身总体布置 4

2.1车身承载形式 4

2.2电动机和驱动布置型式的选择 4

2.3车身结构材料 4

2.4整车动力电池系统的布置 5

第3章 车身总布置尺寸参数的确定 7

3.1 车身外部尺寸的确定 7

3.1.1轴距 L 7

3.1.2 轮距B 7

3.1.3前悬LF和后悬LR 7

3.1.4车身的外廓尺寸 7

3.2 驾驶员位置布置  8

3.2.1驾驶员人体尺寸模型百分位的选定  9

3.2.2 驾驶员H点的设计 10

3.2.3计算SgRP 11

3.2.4计算踏板平面角 12

3.3眼椭圆及其定位 12

3.3.1眼椭圆的定义  12

3.3.2 眼椭圆的设计 13

3.4头廓包络线 17

3.4.1 头廓包络生成原理 17

3.4.2 头廓包络面的尺寸 18

3.4.3头廓包络面的位置确定 18

3.5驾驶员手伸及界面 20

3.5.1 驾驶员手伸及界面的概念 20

3.5.2 手伸及界面的描述 20

第4章 车身结构静力学分析及优化 22

4.1 有限元法的基本理论 22

4.2 静力结构分析理论基础 23

4.3 载荷分类 23

4.4车门静力学分析 23

4.4.1车门三维模型的建立 23

4.4.2 网格的划分 24

4.4.3载荷与约束的施加 25

4.4.4应力与位移分析 26

第5章 视野及雨刮器校核 27

5.1 眼椭圆样板的制作及其在车身视图上位置的确定 27

5.2 前方视野盲区和辨认交通信号灯校核 28

5.3 雨刮器设计及校核 28

第6章 结论 29

参考文献 30

致 谢 31

绪论

1.1研究的目的和意义

在二十一世纪的今天，汽车尾气的排放成为大气污染物的主要来源，严重威胁着人们的健康生活，这引起了世界各国的广泛重视。在此背景下，以电动汽车为代表的新能源汽车凭借自身清洁环保和节能的特性，逐渐成为世界汽车工业发展的新潮流。

自上个世纪九十年代以来，环境保护的观点开始被世界各国接纳，各类电动汽车也层出不穷。放眼未来，电动汽车被认为有机会在汽车市场独占鳌头，但从目前来看，电动汽车还处于上升阶段，一些相应的技术还未达到要求。从环保汽车的发展趋势来看,纯电动车和混合动力汽车技术逐渐走向成熟,国产化程度的提高和市场规模的扩大降低了相应产品的价格。从长远角度来看，中国城市交通拥堵,电动汽车节能环保的特点更为明显,电动汽车将会成为主流交通工具,推广和普及电动汽车具有很大的经济和环保意义。

为了保证电动汽车的整车的使用性能和乘坐舒适性，保证内部空间和附件布置的合理性，同时充分考虑人机工程学的要求，需要对车身进行总体布置设计。本文对一款微型两座电动轿车车身进行总体布置设计和有限元分析，运用所学知识来处理设计中的问题，设计车身外部尺寸和内部尺寸，并对设计进行简单的校核，以满足设计需要。

1.2国内外研究现状

1.2.1 国内电动汽车发展现状