基于OptiStruct复合材料电池包上壳体的应用与研究

对电池包上壳体进行了研究,在与现有金属材料相同工况下,实现上壳体轻量化目标。金属和SMC复合材料分别应用到电池包上壳体,并对4种工况的结果进行了研究。通过CAE有限元分析得到结论,SMC复合材料应用到电池包上壳体上可以完全取代金属材料,不仅解决了减重问题,还表现出了比金属更好的低密度、高强度、耐腐蚀和抗凹性的力学性能。

先进复合材料的创新应用

A级表面玻纤复合材料的密度仅为钢材的1／6，而弹性模量和强度是塑料的3～4倍，不仅具有很好的抗凹性、强度和防腐蚀性能，而且具有很高的表面质量，喷漆后的外观与金属外观能够保持完美一致。

基于RADIOSS的复合材料发动机罩行人保护研究

为研究复合材料发动机罩对行人头部的保护性能,以某车型发动机罩为例,建立了行人头部撞击复合材料发动机罩的有限元模型。利用RADIOSS求解器开展头碰分析,并将各头碰撞击点的加速度-时间曲线和HIC值与铝质机罩结构进行对比。对比结果表明:使用复合材料的发动机罩理论上能够满足行人保护需求,同时整体质量相比铝质发动机罩会更轻,更有利于满足汽车轻量化的要求。

SMC材料发动机罩的多工况分析及优化研究

SMC材料凭借良好的力学性能、轻量化、耐腐蚀性能等优点,在汽车结构设计中的应用逐渐增多。对某车型发动机罩开展SMC材料替代传统钣金结构的研究,即发动机罩内板、外板采用SMC材料,采用粘胶工艺替代包边、点焊工艺。但经仿真分析发现,SMC发动机罩存在整体刚度不足的问题。通过多学科优化工具对SMC发动机罩开展多工况结构优化,即将发动机罩外板、内板的各安装点区域和中间支撑梁区域进行分块处理,以每个分块的板厚为设计变量,模态和位移值为约束条件,以发动机罩总质量为优化目标进行多工况下的板厚尺寸优化。从优化结果来看,厚度调整后的SMC发动机罩在模态和其他刚度性能均能够满足性能要求,并且减重0.8 kg。