[发明专利]一种增强补刚的镁合金乘用车车架及其设计方法

说明书

本发明公开了一种增强补刚的镁合金乘用车车架及其设计方法，属于车架领域。增强补刚的镁合金乘用车车架包括前梁、后梁以及设置在前梁与后梁之间的连接梁；增强补刚的镁合金乘用车车架的设计方法，包括以下步骤:根据车架的结构形状尺寸在Hypermesh软件进行建模，将车架的有限元模型导入到Ansys软件中；在Ansys软件中进行多种工况的结构强度计算。本发明采用全镁合金结构设计，结构牢固、紧凑且布局合理，同时通过车架的尺寸大小进行建模然后进行强度分析来判断是否满足结构强度的要求，省去了现实中的实物载荷试验工序，试验验证方法更加高效，降低了试验验证成本。

技术领域

本发明涉及车架领域，具体涉及一种增强补刚的镁合金乘用车车架及其设计方法。

背景技术

开发替代能源、节约用油和提高燃油经济是汽车节能的三个基本途径。而汽车自重每减少10％，燃油消耗可降低6％-8％，排放可降低4％。对于乘用车来说，车身占整车质量的40％-60％，约70％的油耗是用在车身质量上的，从制造成本来看，车身占到整车成本的15％-30％。传统的车身结构所用材料主要为普通或高强度低碳钢板，但新能源车的动力电池组的能量密度有限,而钢制轿车白车身一般质量约为400-550kg,使得钢制乘用车在续航里程和电池使用效率上难以取得突破性进展,因此汽车轻量化是提高续航里程的重要技术措施，同时质量的减小也带来操控便捷性提高、刹车距离缩短、车辆振动减小和磨损下降、部件寿命提高等效益。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出了一种增强补刚的镁合金乘用车车架及其设计方法，具体技术方案如下：

一种增强补刚的镁合金乘用车车架，包括前梁、后梁以及设置在前梁与后梁之间的连接梁、前梁与后梁关于连接梁对称设置并且前梁、后梁以及连接梁采用的材料均为镁合金，前梁包括多根平行设置的前防撞梁、设置在前防撞梁两端的前指梁、设置在前指梁与连接梁之间的前横梁以及设置在前防撞梁与连接梁之间的前纵梁；连接梁包括设置在前梁与后梁之间的多根顶板纵梁、设置在前梁与后梁之间并位于顶板纵梁下方的多组门槛梁、设置在门槛梁之间的底盘、设置在相邻顶板纵梁之间的顶板横梁以及设置在顶板纵梁与门槛梁之间的立柱梁。

当本发明受到来自前方的撞击力时，设置在最前端的前防撞梁配合前纵梁对撞击力进行有效的缓冲，防止本发明发生较大的变形，对连接梁内部的乘客提供保护，同理当本发明受到来自后方的撞击力时，与前梁关于连接梁对称设置的后梁对撞击力进行有效的缓冲并对连接梁内部的乘客提供保护。同时镁合金是优异的轻质材料，除具有较小的密度外，还具有较高的比强度、比刚度和制造工艺稳定性。同时与钢铁和铝合金相比，镁合金还具有高阻尼系数，具备良好的减震降噪特性，并且镁合金电磁屏蔽性好，更适用于对抗电磁干扰要求高的新能源车车架。

作为优选，后梁包括多根平行设置的后防撞梁、设置在后防撞梁两端的后指梁、设置在后指梁与连接梁之间的后横梁以及设置在后防撞梁与连接梁之间的后纵梁。

本发明通过设置在最后端的后防撞梁配合后纵梁对撞击力进行有效的缓冲，防止本发明在撞击过程中发生较大的变形，对连接梁内部的乘客提供保护。

作为优选，前纵梁与后纵梁内部均填充有纤维复合材料。

作为优选，前梁、后梁以及连接梁中除前纵梁与后纵梁外，其表面均设有相互连通的沟槽、沟槽内亦填充有纤维复合材料。

本发明通过填充在内部的纤维复合材料，以增大车体整体刚度和强度，在提高运行安全可靠性的前提下，实现充分的轻量化。

作为优选，立柱梁包括依次设置在顶板纵梁与门槛梁之间的前立柱、中立柱以及后立柱。

作为优选，纤维复合材料为碳纤维复合材料或玄武岩纤维复合材料

作为优选，沟槽的截面形状为U形或方形。

一种增强补刚的镁合金乘用车车架的设计方法，包括以下步骤: