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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

C0
壁厚T=2mm

V1H1UM 壁厚T=1.33mm

V1H1UM
壁厚T=1.33mm

V2H2UM 壁厚T=1.0mm

V2H2UM
壁厚T=1.0mm

V3H3UM 壁厚T =0.8mm

V3H3UM
壁厚T =0.8mm

C0壁厚T2mm

C0
壁厚 T=2mm

V1HOUM 壁厚T= 1.66mm

V1HOUM
壁厚T= 1.66mm

V2HOUM 壁厚T=1.48mm

V2HOUM
壁厚T=1.48mm

V3HOUM 壁厚T=1.335mm

V3HOUM
壁厚T=1.335mm

图片名称

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A

结构B

结构B

结构C

结构C

结构D

结构D

 结构E

结构E

原始状态
原始状态

原始状态

节点A
原始状态

节点A

节点B
原始状态

节点B

节点C
原始状态

节点C

节点D
原始状态

节点D

节点E
原始状态

节点E

节点F
原始状态

节点F

图片名称

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

图片名称

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

图片名称

模具设计

模拟

优化

图片名称

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

横截面

挤压模具强度分析

挤压模具强度分析

Z向根部流速切片分析|

Z向根部流速切片分析

公头Z向位移

公头Z向位移

Z向料头分析

Z向料头分析

材料流速边界分析

材料流速边界分析

公头Y向位移

公头Y向位移

温度分析

温度分析

焊合线分析

焊合线分析

公头X向位移

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。

CFD流体仿真
CFD流体仿真
CFD流体仿真
CFD流体仿真
CFD流体仿真
CFD流体仿真

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。

方案一

方案一

方案二

方案二

方案三

方案三

方案四

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

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

V向位移-力

方案一

方案一
@ Force= 42000N

方案二

方案二
@ Force= 20 000N

方案三

方案三
@ Force= 160 00N

方案四

方案四
@ Force= 39000N