基于仿生獾牙分层理念的夹芯板电池箱优化设计

为提升电池箱的力学性能,该文基于仿生獾牙分层结构设计理念,设计了一种三角形伞状微结构(TUCS)负泊松比(NPR)夹芯板电池箱。首先,基于獾牙宏观结构建立了仿生獾牙梯度模型;其次,推导了TUCS-NPR的力学模型,并开展TUCS样品的准静态压缩试验,验证了力学模型和有限元仿真的准确性;最后,基于电池箱模态与静力学分析结果对其开展厚度、形貌及拓扑优化,优化后的电池箱在静力学工况下的整体性能均得到了有效提升,且优化后的电池箱质量降低56.4%。同时对优化后的电池箱进行了碰撞、挤压与跌落工况验证。结果表明,新型电池箱在相应工况下的位移和应力均满足安全要求,电池箱具备良好的强度和抗变形能力。