基于Optistruct的FSEC赛车电池箱轻量化结构设计及优化

在中国大学生电动方程式汽车大赛(FSEC)中,整车的轻量化设计对于赛车性能的提高具有十分重要的意义。基于有限元法和Optistruct复合材料多层次优化设计方法,采用碳纤维代替传统钢材对电池箱进行轻量化结构设计及优化。通过自由尺寸优化确定加筋的位置、数量,通过尺寸优化获得各铺层的厚度,通过铺层次序优化获得具体的铺层次序。综合运用加筋结构与夹层结构,非加筋部分采用夹层架构,选用铝蜂窝填充以提高电池箱的防火性能。经优化后的电池箱质量减轻了69.08%。在3种不同加载条件下,箱体的最大位移分别减小了72.74%、70.41%以及82.46%。