纯电动汽车电池包支架性能分析及优化

文章使用有限元分析方法计算电池包固有频率及其模态振型、电池包及其支架在特定工况下的应力;模态分析评价结合路面激励频率特征,评判电池包固有频率是否满足设计要求;强度结果评价结合材料应力应变曲线,评价应力是否超过材料屈服强度。分析结果显示,电池包一阶横摆模态频率低于目标值。经对模态分析结果进行分析优化,达到目标值要求;强度分析结果经过优化后,达到目标要求。     

水下非接触爆炸冲击作用下悬浮隧道动力响应

为了研究水中悬浮隧道在近场非接触爆炸荷载作用下的运动学及动力学行为规律,通过任意拉格朗日欧拉耦合算法处理流固耦合和强间断流场模拟问题,采用Jones-Wilkins-Lee （JWL）方程和Mie-Gruenisen状态方程分别模拟爆生气体和水的压力,并利用基于势流理论和边界元法的LS-DYNA有限元动力学程序实现上述问题求解计算,分析锚索支撑体系、炸药量和爆心距离对悬浮隧道结构位移、速度、加速度和应力的影响。结果表明：非接触爆炸冲击作用下,3种支撑体系的差异对悬浮隧道管段的位移、速度、加速度和应力影响较小,相同爆炸荷载作用下垂直支撑锚索的轴力远小于其他2种工况（组合支撑和倾斜支撑）,组合支撑体系和倾斜支撑体系比垂直支撑体系锚索轴力最大值要大296%和283%;管体的位移、速度和应力随着炸药量增加近似呈线性增加,加速度近似呈抛物线增加,200,500 kg炸药引起的管段跨中加速度比100 kg炸药引起的加速度大26.2%和223%,炸药量是影响悬浮隧道结构安全性的关键因素;管段位移、速度、加速度和应力随着爆心距增加而近似呈幂函数下降;与2 m爆心距相比,5,10,20 m工况时加速度峰值分别下降了73.2%、94.2%、97.5%;通过回归分析和拟合函数可计算满足结构安全的允许炸药量和安全距离,进而为非接触爆炸荷载作用下悬浮隧道的安全性评价提供依据。     

汽车碰撞安全与轻量化研发中的若干挑战性课题

汽车结构与动力电池的碰撞安全性是开发轻量化、电动化汽车的强制性要求和关键基础性支撑技术。通过3个方面的10个典型课题及研究结果,介绍并综述了汽车碰撞安全性研发的技术挑战。第一,采用夹层式汽车前舱罩盖技术,提升罩盖结构力学特性的横向均匀性以及冲击响应历程的均匀性,满足汽车吸能位移限定下的行人头部碰撞响应控制;采用精细人体有限元模型解析复杂工况下行人下肢损伤机理和影响参数,基于人体组织损伤层面的虚拟评估改进汽车结构的人体碰撞保护设计;面向复杂道路交通事故工况和多样化人体特征,解决强非线性条件下的自适应乘员智能保护系统优化设计难题,通过在时间和空间上对乘员约束载荷的均衡化实现针对工况可调的碰撞保护。第二,揭示材料冲击测试中系统共振导致信号振荡和材料屈服放大振荡的机理,开发抑制信号振荡的轻质动态力传感器;精细表征材料在碰撞载荷和复杂应力状态下的力学行为,针对高强钢、塑料、胶粘和焊点等轻质高强材料及复合连接接头建立大变形失效断裂预报方法及仿真模型。第三,基于动力电池多工况挤压试验,建立电池在外载荷作用下的材料失效、电压陡降与温度上升的响应特征关联性,提出用力学响应特征预测电池内部损伤起始和短路发生的判据,解决电池在机械滥用载荷下的短路预测问题,建立能准确预测电池变形响应的数值模型及碰撞安全评估方法,并应用于电池包和电动车的轻量化与碰撞安全性设计。     

电动汽车正面刮底工况设计及电池包防护优化分析

针对行业对电动汽车底部碰撞工况研究较少且无相关标准和法规的现状,结合电动汽车底部碰撞交通安全事故案例,设计了一种典型的正面刮底碰撞工况及其碰撞壁障,通过仿真分析与试验结果验证了该工况的合理性和碰撞壁障的可靠性。同时根据电池包在正面刮底工况中的损伤情况,提出了两种电动汽车电池包防护优化方案,降低了电动汽车电池包在正面刮底工况中的损伤。     

平均曲率模态法识别桥梁损伤可行性试验研究

设计了一个两跨连续梁实体桥梁模型。通过设定的2种不同损伤工况,采取车辆激励、锤击激励和环境激励3种激励方式模拟工程环境及传感器稀疏布置和加密布置两种形式,共进行了18种方案试验。分别采集加速度时程响应,进行了这些试验方案的模态分析;用平均曲率模态法对模型进行损伤识别,研究这种方法识别桥梁损伤的实用可靠性。试验分析结果表明:在试验工程环境下,平均曲率模态方法是识别桥梁损伤的一种可行方法,传感器的布置方式决定着损伤识别的有效性。     

独塔斜拉桥荷载试验有限元分析与评价

为了探讨和验证独塔斜拉桥的设计理论和实际工作性能,通过对天津某大桥的静动力荷载试验,并结合三维有限元模型的理论计算,对比分析了试验荷载工况下该桥位移、应力和索力的变化规律以及模态频率、阻尼比和冲击系数等结构动力特性。结果表明:桥梁结构动静力实测值与理论值吻合良好,桥梁整体工作性能好;承载力满足设计要求,斜拉索索力分布均匀,安全系数符合规范规定。结构冲击系数可按照现行规范取值。荷载试验验证了分析理论的正确性和设计的可靠性,为将来桥梁养护、维修提供了必要的技术资料。     

纯电动轻卡电池包支架强度分析及其改进

为了校核某纯电动轻卡电池包支架是否满足设计要求,对其典型的三种工况进行有限元强度分析,分析结果表明其在工况一和工况二时的最大应力小于其材料屈服强度,但是在工况三时的应力超过材料许用应力。通过在电池包支架上增加两根纵梁,改进之后其在三种工况下的最大应力为分别下降了8.9%、6.3%和14.5%,均低于其材料屈服,满足设计要求。     

基于结构优化的混合动力轿车电池包模态特性改进

建立某混合动力轿车电池包结构有限元模型,进行模态分析,根据分析结果对电池包结构进行拓扑优化.参考优化结果,提出了3种优化方案,根据此方案进行结构更改.更改后,结构1阶模态频率提升到24.5 Hz.然后对该结构进行尺寸优化分析,得到最优的厚度分布.最终优化后,电池包结构1阶模态频率由6.4 Hz提升到30.1 Hz,经强度分析验证,新结构满足设计要求.     

基于整车建模的半挂牵引车有限元分析

在调研国内外相关研究的基础上,对某半挂牵引车整车结构进行了建模,并对该牵引车进行了静态电测试验,为有限元分析提供实践依据,同时验证了有限元模型的正确性。利用已验证的有限元模型,分析了该牵引车在弯曲工况、扭转工况、紧急制动工况和紧急转弯工况下的应力分布和变形情况,同时对该牵引车整车结构进行了模态分析。     

沥青路面振动压实过程动力学仿真分析

为了对沥青路面施工中振动压路机振动轮加速度变化规律进行研究,以"振动压实设备-沥青路面"二自由度动力学模型为基础,分别提出沥青路面振动压实过程接地振压工况和跳离地面跳振工况动力学方程,通过Matlab/Simulink软件对2种工况动力学方程进行仿真建模分析。仿真结果表明:接地振压工况下,当达到稳态振动时振动轮加速度随时间变化成正弦曲线变化;跳振工况下,振动轮加速度在跳离地面时振动加速度变化较小,当与地面接触时振动轮加速度出现突变。通过现场试验实测振动轮加速度随时间变化规律与仿真结果进行对比分析,结果表明:所建立的2种工况动力学模型仿真结果与现场实测结果具有较高的一致性,所建模型能够较好地表征沥青路面压实过程中振动压路机振动轮加速度随时间变化的规律。     

针形独塔斜拉桥钢铰支座非线性接触分析

惠平路跨蕴藻浜大桥采用针形独塔混合梁斜拉桥,钢结构主塔与塔底铸钢支座间铰接,该铰接处存在非线性接触效应。采用ANSYS分析软件对考虑接触效应的钢铰支座进行受力性能数值模拟,通过与Midas整体模型分析结果对比,证实该有限元模型的准确性。此外,对成桥阶段和正常使用阶段受力性能的分析,验证了下塔柱以及铸钢支座的安全性;对下塔柱和铸钢支座应力的分析结果表明,忽略接触非线性效应将可能低估塔柱的应力水平,从而影响对结构可靠性的判断。     

燃料电池客车骨架结构的有限元分析与优化设计

建立燃料电池客车骨架的有限元模型,计算弯曲、一轮悬空等典型工况下的静态强度、刚度及振动模态,对骨架结构进行优化设计,保证骨架结构的安全性及可靠性。     

关于某电池包的模态分析优化及试验验证

根据电池包安全性能要求,需对电池包进行振动试验以验证该电池包结构及性能的可靠性。现对某电池包进行振动试验后,发现在20～24 Hz时模组及模组固定支架附近发生共振现象,基于该问题现对该电池进行结构模态分析,并调整结构以寻找解决方案。     

PHEV动力汽车电池包振动性能结构优化

<正>电池包的抗振动性能对电池的基本电性能、安全性、可靠性和耐久性具有重要影响。本课题基于某PHEV车型电池包的开发过程中，采用了仿真分析的研究方法，对电池包的抗振动性能进行了分析和优化，提高了电池包的振动安全性能。PHEV（插电式混合动力汽车）是近几年在传统汽车的基础上发展起来的一种汽车，由于其突出的燃油经济性和优良的排放性能受到全世界的广泛关注。其电池包的抗振动性能直接决定了整车的安全性和使用寿命。电动汽车在实际行驶过程中路况比较复杂，因此电池包受到的振动情况是随机的。     

新能源汽车动力电池包生热量仿真分析

某车型电池包箱体空间较小,电池单体的散热效果受结构限制,在极端工况下极易产生电芯高温热失控问题进而影响行车安全。因此在该电池包设计过程中,电芯堆叠热设计就显得极为关键,文章采用Matlab仿真程序,基于戴维南单体电池模型和HPPC测试,完成了某新能源汽车电池包热生热量仿真分析,对比了25℃与40℃环境温度下电池单体在不同工况下的生热性能,为三维电池包热仿真提供必要的输入条件。     

汽车继电器触点瞬态接触行为分析及数值模型建立

继电器是车辆电器控制的一种重要元器件,其工作环境是瞬间大电流通过周期性闭合的触点,由于接触触点间接触电阻在闭合瞬间大电流的作用下产生焦耳热,导致触点极易发生熔焊的可能,严重影响继电器的使用性能,危害行车安全。继电器触点间接触行为是影响其接触电阻的关键因素。为此,本文基于Greenwood-Williamson模型建立接触力学数值模型,为探析触点间瞬态接触电阻奠定基础,为继电器热防护机构的设计及可靠性评估提供参考。     

基于HyperMesh的轻型越野车车架有限元分析

结合某轻型越野车车架的设计过程,建立了车架三堆数字化模型,通过HyperMesh对4种工况特别是扭转工况下的结构刚度、模态进行了有限元分析,得到了车架前十阶固有频率,用于指导轻型越野车车架结构设计,提高结构的可靠性.     

融合加速度与计算机视觉实测车致响应的梁桥损伤识别方法

基于结构振型相关参数的损伤识别方法对振型的空间分辨率具有较高要求。为了改进计算机视觉技术在桥梁结构全场振型提取和损伤识别方面的不足,同时充分利用SHM系统各类传感器采集的丰富数据,提出了一种基于计算机视觉和有限数量加速度传感器实测桥梁在移动荷载作用下响应的损伤识别方法。首先,通过理论推导研究了损伤前后任意边界条件单跨梁在移动集中力作用下的位移响应,并从理论角度分析了局部刚度损伤引发的结构位移响应和振型改变。在此基础上,提出了一种通过测量少量测点的计算机视觉位移和加速度响应,提取可表征结构真实状态的多阶高空间分辨率振型的方法,所得振型的空间分辨率取决于移动荷载速度和位移采样频率。根据所提取振型的特点,提出了一种多阶全场模态曲率面积差加权融合的结构损伤识别参数,该参数可以直接利用损伤前后该单元前后节点的模态转角求得。为了验证所提出的方法,开展了实验室简支梁模型在不同速度和大小的移动荷载作用下的多工况损伤识别试验。试验结果表明,所提出的方法可以通过计算机视觉和有限数量的加速度传感器实现模型梁全场振型提取,且该振型与测点加速度模态分析得出的结果相符,空间分辨率可达模型梁跨径的1/6 000～1...     

武汉市姑嫂树路高架跨线桥转体平台墩模型试验研究

为保证武汉市姑嫂树路高架桥跨铁路段大吨位转体施工过程的安全性和可靠性,展开了对转体关键部位——M形转体平台墩的1∶5缩尺模型试验。模拟实桥荷载进行居中工况和偏心工况试验加载,对相应的应力和荷载分配进行了实测,对其受力性能和结构安全性进行了研究。结果表明:M形转体平台墩模型在试验荷载作用下实测应力与仿真分析计算值吻合,在各工况荷载组合工况下结构仍安全,球铰竖向力在各墩间的分配比例合理,验证了在M形转体平台墩横梁上进行超大吨位高空单球铰转体的结构安全性及可行性。     

基于低温工况的纯电动汽车电池保温设计

针对纯电动汽车动力锂离子蓄电池包在低温工况下散热严重导致温差较大的问题,文章设计了一种电池包保温层,以某纯电动汽车电池包为样本,对电池包及模组进行温度场仿真及低温静置试验,结果表明:在低温-20℃工况下,样品电池包增加保温层设计后,电池的最大温差和降温速率都明显减小,整包保温性能得到改善。