基于Optistruct的电池包箱体上盖优化设计

采用ANSYS Workbench平台对电池包箱体进行静、动态有限元分析,得到箱体结构的薄弱位置,并在上盖表面设置凸包结构进行局部加强。 基于Optistruct软件运用形貌优化技术, 优化上盖的局部刚度,获得了最终凸包结构的几何参数和平面布局,建立了优化后箱体上盖的三维模型。经验证,优化后上盖最大变形量较优化前降低了72%,其一阶固有频率为28.55Hz, 可避免共振情况发生,最大等效应力为101MPa。优化后上盖的刚度、强度得到显著提升,此研究为进一步分析实际电池包箱体结构奠定基础。     

具有不同诱导槽结构的薄壁圆管抗撞性优化

在金属薄壁圆管（原模型）的基础上,分别引入不同形式的圆弧形诱导槽结构并以其为研究对象,建立以诱导槽半径、槽端距、槽间距为优化参数, 以比吸能和最大峰值碰撞力为评价指标的多目标优化模型。分析研究了诱导凹槽、凸槽及凸凹交替的诱导槽结构对薄壁构件吸能、最大峰值碰撞力的影响。采用有限元软件LS-DYNA得到不同几何参数模型的碰撞响应,结合径向基函数法构造近似函数,并采用理想点法进行优化设计,得出使结构最优时的不同形式的诱导槽半径、槽端距及槽间距,从而得到了不同形式的理想诱导槽优化结构。     

带有圆弧形凸槽金属薄壁圆管抗撞性优化设计

在金属薄壁圆管（原模型）上设置圆弧形凸槽诱导结构并以其为研究对象,建立以凸槽个数及其半径为设计变量, 以比吸能(SEA)最大化和最大峰值碰撞力( )最小化的多目标优化模型。在保证不影响薄壁构件吸能能力的情况下,通过对其结构的优化达到最大峰值碰撞力最小化的目的。采用有限元软件LS-DYNA得到不同几何参数模型的碰撞信息,结合径向基函数法构造近似函数,并采用理想点法求解多目标优化问题。分析了凸槽个数和半径对薄壁构件的比吸能和最大峰值碰撞力的影响,得到了理想的优化模型,为进一步研究实际吸能元件奠定基础。     

变截面薄壁构件斜向碰撞性能分析

采用有限元软件LS-DYNA进行数值模拟计算,得到圆锥形和方锥形薄壁构件在不同倾斜载荷角冲击下的碰撞响应,并对两种薄壁构件变形模式、吸能特性和最大峰值冲击载荷进行了比较。数值计算结果表明,圆锥形薄壁构件在斜向冲击下的抗撞性能优于方锥形薄壁构件。     

N重亏损系统摄动的原点移位组合近似方法

针对不完全特征向量系的黏性阻尼线性振动系统,提出了基于原点移位组合近似方法求解N重亏损系统重分析问题的快速算法。利用广义模态理论,在组合近似方法的基础上,通过引入原点移位参数求解摄动后的亏损系统,将广义特征向量表示成基向量和系数向量的组合形式,避开求解大规模方程组,简化了复杂的求解运算。数值算例表明,本文提出的算法高效、快速,并且有较好的精确性和稳定性。     

接近亏损系统模态灵敏度分析的有效算法

为求解振动系统特征问题的灵敏度分析,建立了快速计算状态向量导数的方法。该方法利用广义模态理论,将接近亏损系统的灵敏度分析转化为亏损系统的灵敏度分析问题来处理,并且在组合近似方法的基础上,引入松弛因子保证了系数矩阵的非奇异性,从而提供了接近亏损系统灵敏度分析的理论和方法。数值算例证明了算法的有效性。     

具有圆弧形诱导凹槽薄壁圆管抗撞性分析

为了提高薄壁构件抗撞性,本文采用Hypermesh软件建立圆截面薄壁构件和具有圆弧形诱导凹槽结构的有限元模型,并应用非线性有限元软件Ls-dyna对其抗撞性进行了数值模拟分析.研究在轴向冲击载荷下均匀分布诱导凹槽结构对薄壁构件吸能性和最大峰值冲击载荷的影响,并对两种结构的抗撞性进行了比较,数值计算结果表明设置的诱导凹槽结构在不影响薄壁构件吸能能力的情况下,能够显著降低最大峰值冲击载荷.     

基于ATILA的Terfenol-D棒输出特性分析

稀土磁致伸缩换能器是一种能够实现电能转换为声能的能量转换器件。Terfenol-D棒是磁致伸缩换能器的动力驱动元件,它受磁场激励后产生连续的轴向振动,从而推动着辐射板向谐振腔体内辐射声场。应用ATILA有限元软件对主动材料Terfenol-D棒进行模态及谐响应分析。重点考察分析Terfenol-D棒长径比、激励电流和预应力对Terfenol-D棒输出特性(磁棒活塞振型频率及轴向振动幅值)的影响。研究结果表明:磁致伸缩换能器可按工况需求,选择不同长径比的Terfenol-D棒以达到理想的轴向输出位移;Terfenol-D棒的轴向输出位移随外加激励电流的增加而逐渐增加;当激励电流一定时,合适大小的预应力可有效增加Terfenol-D棒轴向输出位移,而预应力过大则会影响Terfenol-D棒轴向输出位移。     

矩阵方程X+A~*A~(-1)A+B~*X~(-2)=I的正定解研究

求解非线性矩阵方程是数值代数领域研究的重要课题之一,它在控制理论,运输理论,动态规划,统计学和椭圆微分方程的差分方法求解等多个领域有着广泛的应用.本文根据不动点理论,通过构造单调迭代序列,讨论了非线性矩阵方程X+A*X-1A+B*X-2B=I艾米特正定解存在性条件及迭代求解方法.     

基于Optistruct的电池包箱体优化设计

本文基于ANSYS Workbench平台对电池包箱体进行静、动态有限元分析,找到箱体结构的薄弱位置。 采用Optistruct软件,运用形貌优化和复合材料优化技术对箱体进行优化设计,得到了在箱体上盖设置的凸包结构的最优几何参数和平面布局,并构建了优化后上盖的三维模型,同时得到下箱体各层组的厚度分布情况及最优厚度。经验证,优化后箱体最大变形量较优化前降低了82%,刚度提升显著,最大等效应力降低了70%,箱体强度得到明显改善,其一阶固有频率为32.5Hz,可避免共振情况发生,优化后箱体重量减轻了67%。优化后电池包箱体对动力电池安全工作能起到更有效的防护作用,且轻量化效果显著,此研究为进一步分析实际电池包箱体结构奠定基础。