28279

بهينه‌سازي چندهدفه محور محرك در يك خودرو برقي دونفره L6e

كارشناسي ارشد

مهندسي خودرو

1399

1401/11/30

ابوالفضل خلخالي

ابوالفضل خلخالي

مهندسي خودرو

امروزه استفاده از خودروهاي برقي در حمل‌ونقل شهري به دليل ملاحظات زيست‌محيطي روزبه‌روز در حال افزايش است. در اين پايان‌نامه طراحي بهينه محور محرك يك خودروي برقي كوچك دونفره در كلاس L6e انجام مي‌شود. در اين راستا در ابتدا الزامات عملكردي سطح خودرو و سپس الزامات سطح سيستم مانند فركانس طبيعي و حداكثر بار محور محرك تدوين مي‌شود. در راستاي بررسي سطح خودرو نخست محاسبات ديناميك طولي خودرو برقي EQ10 مانند محاسبه مركز جرم و نيروهاي استاتيكي و ديناميكي خودرو انجام مي‌شود. به‌منظور بررسي شيب روي خودرو، شتاب و گشتاور در شيب‌هاي مختلف جاده، زاويه سرخوردن و بيشينه سرعت خودرو محاسبه مي‌گردد. پس از آن به‌منظور بررسي الزامات سطح سيستم، در ابتدا قطعات محور محرك شامل هوزينگ‌ها، شفت، سه‌شاخه و مجموعه بلبرينگ در نرم‌افزار CAD مدل‌سازي شده و سپس با استفاده از نرم‌افزار Hyper-Mesh به‌صورت المان‌هاي سه‌بعدي با اندازه المان مشخص المان‌بندي مي‌شود. سپس قطعات المان‌بندي شده در نرم‌افزار Abaqus با شرايط معين تحليل مي‌شود. پس از آن پارامترهاي فركانس طبيعي، سرعت بحراني، سفتي پيچشي و استحكام تسليم استخراج شده و نتايج مورد بررسي قرار مي‌گيرد. پس از استخراج نتايج با درنظرگرفتن متغيرهاي طراحي به‌عنوان تابع هدف و قيود استحكامي و ساير الزامات، بهينه‌سازي با استفاده از روش تاگوچي انجام شده است و باتوجه‌به نتايج بهينه‌سازي مشخصه سفتي پيچشي در مقايسه با طراحي اوليه 10 درصد افزايش داشته است و استحكام تسليم محور محرك 5 درصد كم شده است.

1402/02/10

Multi-objective optimization of a vehicle drive shaft in an L6e electric quadricycle

2/19/2024 12:00:00 AM

Today, the use of electric vehicles in urban transportation is increasing day by day due to environmental considerations. In this thesis, the optimal design of the drive shaft of a small two-seater electric car in the L6e class is carried out. In this regard, the functional requirements of the vehicle level and then the requirements of the system level such as the natural frequency and the maximum load of the drive shaft are formulated first. to check the level of the vehicle, first, vehicle dynamic calculations of the EQ10 electric vehicle are performed, such as the calculation of the center of mass and the static and dynamic forces of the vehicle. to check the gradeability on the car, the acceleration and torque on different slopes of the road, the sliding angle and the maximum speed of the car are calculated. After that, to check the requirements of the system level, at first, the parts of the drive shaft, including the housings, shaft, tripod joint, and ball bearing, are modeled in CAD, and then, using Hyper-Mesh, they are elementized as 3D elements with specific element sizes. Then, the elementized parts are analyzed in Abaqus with certain conditions. After that, the parameters of natural frequency, critical speed, torsional stiffness and yield strength are extracted and the results are analyzed. After extracting the results by considering the design variables as the objective function and strength constraints and other requirements, optimization has been done using the Taguchi method and according to the optimization results, the torsional stiffness characteristic has increased by 10% compared to the initial design And the yield strength of the drive shaft has been reduced by 5%.

محور محرك , خودرو برقي , روش اجزا محدود , بهينه‌سازي چندهدفه

Drive Shaft , Electric Vehicle , Finite Element Method , Multi-Objective Optimization

MohammadRezaMohammadi

AbolfazlKhalkhali