1. 本选题研究的目的及意义
智能材料驱动的变形车体作为未来汽车技术发展的重要方向之一，近年来受到了广泛关注。
传统汽车受限于刚性车体结构，在面对复杂路况和狭窄空间时，其通过性和灵活性受到极大限制。
而智能材料驱动的变形车体，能够根据环境变化主动调整车身形态，从而显著提升车辆的越障能力、空间适应性和行驶稳定性，为未来汽车设计开辟了全新思路。
2. 本选题国内外研究状况综述
智能材料驱动的变形车体与机构设计是一个新兴的交叉学科研究领域，近年来逐渐引起国内外学者的关注，并取得了一系列研究成果。
1. 国内研究现状
国内学者在智能材料变形机构方面开展了初步探索，例如，哈尔滨工业大学[1]、北京航空航天大学[2]等高校在形状记忆合金驱动的变形机构设计方面取得了一定进展，主要集中在航空航天领域的应用。
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
本选题的主要研究内容包括以下几个方面：1.智能材料与变形机构基础研究-对形状记忆合金、压电陶瓷等智能材料的变形特性、驱动机理、控制方法进行系统研究-分析比较不同智能材料在变形车体设计中的优缺点和适用场景-研究变形机构的基本原理、设计方法以及常见类型，为后续变形车体设计提供理论基础2.变形车体概念设计-分析变形车体的功能需求，包括越障能力、空间适应性、行驶稳定性等-提出基于智能材料的变形车体总体设计方案，明确变形方式、机构布局等关键问题-进行变形车体概念设计的可行性分析，评估技术风险和预期性能3.变形车体关键机构设计与仿真-设计基于智能材料的车轮变形机构，实现车轮尺寸、形状的主动调整，以适应不同的路况-设计基于智能材料的车身变形机构，实现车身高度、宽度、长度的调整，以提高通过性和稳定性-建立变形机构的数学模型，利用有限元分析软件进行仿真分析，优化机构设计参数，提高变形效率和控制精度4.变形车体控制系统设计-设计变形车体控制系统的总体架构，包括传感器系统、控制器、执行器等-研究基于传感器信息的变形车体状态感知方法，以及变形机构的驱动与控制算法-利用仿真软件对控制系统进行仿真验证，评估控制策略的有效性和鲁棒性5.变形车体原型系统搭建与实验-构建变形车体原型系统的硬件平台，包括智能材料驱动器、传感器、控制电路等-开发变形车体原型系统的软件平台，实现对变形机构的控制和状态监测-对原型系统进行基本功能测试，验证变形机构的运动精度、响应速度等性能指标
1. 主要内容
本选题的主要研究内容包括以下几个方面：1.智能材料与变形机构基础研究-对形状记忆合金、压电陶瓷等智能材料的变形特性、驱动机理、控制方法进行系统研究-分析比较不同智能材料在变形车体设计中的优缺点和适用场景-研究变形机构的基本原理、设计方法以及常见类型，为后续变形车体设计提供理论基础2.变形车体概念设计-分析变形车体的功能需求，包括越障能力、空间适应性、行驶稳定性等-提出基于智能材料的变形车体总体设计方案，明确变形方式、机构布局等关键问题-进行变形车体概念设计的可行性分析，评估技术风险和预期性能3.变形车体关键机构设计与仿真-设计基于智能材料的车轮变形机构，实现车轮尺寸、形状的主动调整，以适应不同的路况-设计基于智能材料的车身变形机构，实现车身高度、宽度、长度的调整，以提高通过性和稳定性-建立变形机构的数学模型，利用有限元分析软件进行仿真分析，优化机构设计参数，提高变形效率和控制精度4.变形车体控制系统设计-设计变形车体控制系统的总体架构，包括传感器系统、控制器、执行器等-研究基于传感器信息的变形车体状态感知方法，以及变形机构的驱动与控制算法-利用仿真软件对控制系统进行仿真验证，评估控制策略的有效性和鲁棒性5.变形车体原型系统搭建与实验-构建变形车体原型系统的硬件平台，包括智能材料驱动器、传感器、控制电路等-开发变形车体原型系统的软件平台，实现对变形机构的控制和状态监测-对原型系统进行基本功能测试，验证变形机构的运动精度、响应速度等性能指标
4. 研究的方法与步骤
本研究将采用理论分析、数值模拟和实验验证相结合的研究方法。
首先，通过查阅文献、分析现有研究成果，对智能材料、变形机构以及变形车体设计进行系统性的理论研究，为后续研究奠定基础。
其次，利用Solidworks、ANSYS等计算机辅助设计和仿真软件，对变形车体及其关键机构进行三维建模、运动仿真和有限元分析，优化设计方案，提高变形效率和控制精度，并预测变形车体的性能。
5. 研究的创新点
本研究的创新点主要体现在以下几个方面：
1.将智能材料应用于变形车体设计，探索智能材料在汽车领域的全新应用，为未来智能汽车的研发提供新的思路和方法。
2.提出基于智能材料的变形车体概念设计方案，包括车轮变形机构、车身变形机构等，并进行可行性分析，具有一定的前瞻性和创新性。
3.建立变形车体关键机构的数学模型，利用有限元分析软件进行仿真分析，优化机构设计参数，提高变形效率和控制精度，为变形车体设计提供理论依据。
6. 计划与进度安排
第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲
第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文
7. 参考文献（20个中文5个英文）
[1] 孙涛,陶建峰,胡不迁,等.基于智能材料的仿生机器鱼研究进展[J].机械工程学报,2020,56(06):1-16.
[2] 彭志龙,张洪信,陈立国,等.智能材料驱动微小型机器人研究进展[J].机械工程学报,2020,56(02):1-14.
[3] 葛文杰,李树军,李铁民,等.形状记忆合金驱动柔性微操作机器人的研究进展[J].机械工程学报,2020,56(20):28-40.
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