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基于内凹三角形微结构的CTB电池包力学性能分析
1
作者
赵颖
孙晓宇
+4 位作者
陈凯铭
郝纪波
胡晓松
王月强
王扬卫
《西南大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第8期2-12,共11页
针对传统CTB电池包防护结构布置空间有限、对防护材料吸能特性要求较高等问题,提出一种基于内凹三角形微结构的新型CTB电池包。首先,通过开展电池包上壳体与车身底板一体化设计建立车身骨架及传统CTB电池包的有限元模型。基于此,开展传...
针对传统CTB电池包防护结构布置空间有限、对防护材料吸能特性要求较高等问题,提出一种基于内凹三角形微结构的新型CTB电池包。首先,通过开展电池包上壳体与车身底板一体化设计建立车身骨架及传统CTB电池包的有限元模型。基于此,开展传统CTB电池包静态力学仿真与动态碰撞模拟,获取汽车典型工况下的力学响应特性。其次,构建内凹三角形微结构的理论力学模型,并以相对密度最小、相对弹性模量最大为优化目标,以结构参数为优化变量,利用遗传算法对该微结构开展多目标优化设计,获取最优结构参数。最后,通过将内凹三角形微结构替换传统蜂窝结构,构建新型内凹三角形微结构CTB电池包,并在相同工况下对其开展数值模拟。结果表明:相较于传统CTB电池包,新型内凹三角形微结构CTB电池包在扭转工况下能够为车身骨架分担更多载荷;在弯曲工况下该电池包与传统CTB电池包的最大应力与位移均为13.98 MPa和1.175 mm;在碰撞工况下新型内凹三角形微结构CTB电池包y方向最大侵入位移降低3.2%,表明新型内凹三角形微结构CTB电池包在力学防护方面具有优越性。
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关键词
CTB电池包
内凹三角形微结构
力学性能
数值模拟
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职称材料
基于内凹三角形负泊松比微结构的汽车B柱优化设计
被引量：
3
2
作者
赵颖
施劲余
+2 位作者
刘轩铭
邓晓钢
郑斯琦
《汽车技术》
CSCD
北大核心
2023年第2期1-8,14,共9页
为满足B柱多目标性能需求,设计了内凹三角形负泊松比微结构B柱。首先,采用单胞法推导新型微结构相对密度公式;其次,对3D打印微结构样件开展准静态压缩试验,以验证有限元模型的准确性;继而,以单位体积吸能量(SEA)最大、峰值力(PCF)和相...
为满足B柱多目标性能需求,设计了内凹三角形负泊松比微结构B柱。首先,采用单胞法推导新型微结构相对密度公式;其次,对3D打印微结构样件开展准静态压缩试验,以验证有限元模型的准确性;继而,以单位体积吸能量(SEA)最大、峰值力(PCF)和相对密度最小为目标,采用遗传算法(GA)获得最优微元胞结构参数。基于此,以质量最小为目标对B柱进行厚度优化,通过3种工况分析可得:相较于无夹芯碳纤维B柱,新型B柱后向弯曲位移降低5.28%;相较于无夹芯碳纤维B柱与碳纤维B柱,新型B柱侧向弯曲位移分别降低42.28%和48.05%,三点弯曲最大接触力分别提升80.08%和12.63%,三点弯曲位移分别降低0.02%和2.14%。
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关键词
内凹
三角形
负泊松比
微结构
B
柱碳纤维复合材料聚乳酸复合材料性能分析
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职称材料
题名
基于内凹三角形微结构的CTB电池包力学性能分析
1
作者
赵颖
孙晓宇
陈凯铭
郝纪波
胡晓松
王月强
王扬卫
机构
西南大学工程技术学院
重庆大学机械与运载工程学院
重庆长安汽车股份有限公司
北京理工大学冲击环境材料技术国家级重点实验室
出处
《西南大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第8期2-12,共11页
基金
国家自然科学基金项目(52202451)
重庆市自然科学基金面上项目(CSTB2024NSCQ-MSX0954)
+1 种基金
新重庆青年创新人才项目(CSTB2024NSCQ-QCXMX0038)
冲击环境材料技术国家级重点实验室基金项目(WDZC2024-7)。
文摘
针对传统CTB电池包防护结构布置空间有限、对防护材料吸能特性要求较高等问题,提出一种基于内凹三角形微结构的新型CTB电池包。首先,通过开展电池包上壳体与车身底板一体化设计建立车身骨架及传统CTB电池包的有限元模型。基于此,开展传统CTB电池包静态力学仿真与动态碰撞模拟,获取汽车典型工况下的力学响应特性。其次,构建内凹三角形微结构的理论力学模型,并以相对密度最小、相对弹性模量最大为优化目标,以结构参数为优化变量,利用遗传算法对该微结构开展多目标优化设计,获取最优结构参数。最后,通过将内凹三角形微结构替换传统蜂窝结构,构建新型内凹三角形微结构CTB电池包,并在相同工况下对其开展数值模拟。结果表明:相较于传统CTB电池包,新型内凹三角形微结构CTB电池包在扭转工况下能够为车身骨架分担更多载荷;在弯曲工况下该电池包与传统CTB电池包的最大应力与位移均为13.98 MPa和1.175 mm;在碰撞工况下新型内凹三角形微结构CTB电池包y方向最大侵入位移降低3.2%,表明新型内凹三角形微结构CTB电池包在力学防护方面具有优越性。
关键词
CTB电池包
内凹三角形微结构
力学性能
数值模拟
Keywords
CTB battery pack
concave triangular cellular structure
mechanical properties
numerical simulation
分类号
U469.7 [机械工程—车辆工程]
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职称材料
题名
基于内凹三角形负泊松比微结构的汽车B柱优化设计
被引量：
3
2
作者
赵颖
施劲余
刘轩铭
邓晓钢
郑斯琦
机构
西南大学
出处
《汽车技术》
CSCD
北大核心
2023年第2期1-8,14,共9页
基金
西南大学大学生创新创业训练计划项目(X202110635302)
重庆市自然科学基金面上项目(cstc2020jcyj-msxmX0996)
国家自然科学基金青年科学基金项目(52202451)。
文摘
为满足B柱多目标性能需求,设计了内凹三角形负泊松比微结构B柱。首先,采用单胞法推导新型微结构相对密度公式;其次,对3D打印微结构样件开展准静态压缩试验,以验证有限元模型的准确性;继而,以单位体积吸能量(SEA)最大、峰值力(PCF)和相对密度最小为目标,采用遗传算法(GA)获得最优微元胞结构参数。基于此,以质量最小为目标对B柱进行厚度优化,通过3种工况分析可得:相较于无夹芯碳纤维B柱,新型B柱后向弯曲位移降低5.28%;相较于无夹芯碳纤维B柱与碳纤维B柱,新型B柱侧向弯曲位移分别降低42.28%和48.05%,三点弯曲最大接触力分别提升80.08%和12.63%,三点弯曲位移分别降低0.02%和2.14%。
关键词
内凹
三角形
负泊松比
微结构
B
柱碳纤维复合材料聚乳酸复合材料性能分析
Keywords
Concave triangle NPR cellular structure
B-pillar
Carbon fiber composite
Polylactic composite
Performance analysis
分类号
U463.83 [机械工程—车辆工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于内凹三角形微结构的CTB电池包力学性能分析
赵颖
孙晓宇
陈凯铭
郝纪波
胡晓松
王月强
王扬卫
《西南大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
2
基于内凹三角形负泊松比微结构的汽车B柱优化设计
赵颖
施劲余
刘轩铭
邓晓钢
郑斯琦
《汽车技术》
CSCD
北大核心
2023
3
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职称材料
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