关键词：纯电动汽车;;可拓设计方法;;车门轻量化;;设计要素;;规则知识;;公理化设计
摘 要：随着我国汽车保有量的逐年增加,由汽车带来的油耗和环保等问题日渐突出,节能降耗已刻不容缓。迫于国家对汽车燃油消耗量逐渐降低的要求,各大汽车厂商纷纷抓紧对新能源汽车尤其纯电动汽车的研制与推广。然而,目前纯电动汽车还未大范围地推广普及,大部分原因是因纯电动汽车太重而导致其续航里程远不如传统燃油汽车,因此对纯电动汽车的轻量化设计研究显得十分迫切。车门是影响整车重量的主要部件之一,其由多块薄板部件冲压形成的组合体,有很大的减重空间,通过减轻车门的重量可以使得整车变轻,从而提升电动汽车的续航里程。本文基于可拓设计方法结合公理化设计理论对纯电动汽车车门进行轻量化设计方法研究。在现有的可拓设计方法中结合公理化设计中设计域和映射的理论,引入车门设计要素的概念,形成一种面向车门轻量化可拓设计方法,并通过实际案例验证了该方法的可行性。本文主要研究内容有:(1)将可拓设计方法与公理化设计理论相结合,研究了车门设计要素可拓模型的建立方法,分别为:用户需要事元集、车门部件物元集、功能事元集、结构关系元集、工艺事元集,并依据公理化设计,建立了它们之间的对应关系。(2)建立了车门设计要素基元间的规则知识,分别为:车门部件物元的相关与发散规则、功能事元的蕴含规则及其蕴含系规则、部件功能事元集与部件间结构关系元集的约束规则、部件功能事元集与部件工艺事元集的匹配规则,为设计策略的生成提供依据。(3)从用户需要分析出发,对车门设计要素建立可拓模型,依据车门设计要素基元间的规则知识进行拓展和变换,获得设计策略,利用优度评价方法选出较优的可拓设计策略,然后具体化形成车门轻量化可拓设计方案,通过实际的案例分析,验证了该方法的可行性。本文主要创新点为:首次提出将可拓学理论与方法应用于纯电动汽车车门轻量化设计研究,形成了纯电动汽车车门轻量化可拓设计的一般方法,为纯电动汽车车门轻量化设计提供了一种新方法,也为研究其他汽车车门或者整车轻量化设计提供了参考,丰富了可拓设计理论与方法体系。本文选择纯电动汽车车门进行轻量化设计研究,提出了一种车门轻量化可拓设计方法,该方法不仅可以减轻车门的重量,对于研究整车轻量化也具有一定的指导意义。
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