型材截面设计
基于截面方向受力的型材结构设计
运用实验、数值模拟和理论分析方法,对多胞薄壁管弯曲力学行为和能量吸收性能进行研究,可为挤压型材结构优化与设计提供有力支撑。
如下为几种多胞薄壁结构对比吸能和载荷效率的影响(比吸能SEA=E/M,单位度量吸收的能量,载荷力效率CFE=平均载荷Pm与最大载荷Pmax比值)
C0
壁厚T=2mm
V1H1UM
壁厚T=1.33mm
V2H2UM
壁厚T=1.0mm
V3H3UM
壁厚T =0.8mm
C0
壁厚 T=2mm
V1HOUM
壁厚T= 1.66mm
V2HOUM
壁厚T=1.48mm
V3HOUM
壁厚T=1.335mm
质量不变的比吸能、载荷效率曲线
结论:
1、多胞薄壁结构在能量吸收和承载方面优于空管
2、增加横向隔板,多胞薄壁结构载荷效率提升25.2%-37.9%
3、相比于过多筋条设计,电池箱体边梁采用简化边梁设计(多胞薄壁结构)可能具有更高的性价比
基于截面方向受力的型材结构设计
设计了五种典型的型材截面结构,通过轴向压溃测试各种结构的承载力及吸收能量值。
结构A
结构B
结构C
结构D
结构E
原始状态
节点A
节点B
节点C
节点D
节点E
节点F
结论:
1、结构A仅能够承受300KN的载荷,结构B、C和E可承受载荷为500KN
2、溃缩阶段,结构B和E承载能力更加优异
3、结构A比吸能最小,结构B比吸能最高
模具设计
型材成型性评价模型
合金可挤压性
对称壁厚差
外T型结构
内筋条长度
外接圆大小
芯头数量
挤压比
最小壁厚
相邻壁厚差
芯头面积与
铸棒面积比
腔体结构稳定性
最小芯头与脖
位支撑面积比
数据库+算法
模具设计
模拟
优化
Q-Form分析
Q-Form模拟试模
挤压模具设计完成,利用Q-Form模拟挤压,优化模具设计,达到减少试模次数、零试模目的。
横截面
挤压模具强度分析
Z向根部流速切片分析
公头Z向位移
Z向料头分析
材料流速边界分析
公头Y向位移
温度分析
焊合线分析
公头X向位移
CFD流体仿真
新能源电池PACK冷却液冷系统流道设计后用CFD进行流体仿真,分析流体通过液冷系统的流量、流速、分布均匀性及热能处理能力。
CAE仿真分析
铝型材断面及部件结构设计后,运用CAE仿真分析单体结构强度及综合运用各种连接方式(如: FSW、FDS、CMT、拉铆、胶接、螺栓等)分析组件的连接强度达到仿真优化目的。
方案一
方案二
方案三
方案四
材料: AL6061_T6
密度:2.7E-009 t/mm^3
弹性模星: 68900MPa
屈服强度: 240MPa
分别于螺栓
孔施加X向、Y向位移
FEM分析结果: V方向受力
V向位移-力
方案一
@ Force= 42000N
方案二
@ Force= 20 000N
方案三
@ Force= 160 00N
方案四
@ Force= 39000N