摘要：液冷板流道结构对电池散热效果与均温性有显著影响。在对比不同结构液冷板的散热性能时,约束各种冷板结构的液体质量流量来进行仿真研究。设计了不同的散热结构方案并在相同质量流量的条件下进行了散热仿真,对比各设计方案的散热效果和泵功耗等。探讨了进水口内径、壁厚、水温等对散热效果的影响。结果表明,横向并联式冷板结构散热效果最好,内径、壁厚及水温分别选取36 mm、2 mm和25℃。最终设计的散热方案满足了电池包最佳工作温度范围20~50℃和最大温差5℃的温控要求。

摘要：对电池箱进行轻量化设计时,为选择合适的轻质材料,使其与电池箱不同位置板件进行匹配以充分发挥材料性能,采用基于CRITIC权重的TOPSIS法和正交试验的方法。建立了电池箱常用金属材料各项性能的决策矩阵,使用基于CRITIC权重的TOPSIS法进行标准化处理,消除不同组数据的量纲差异,确定各组数据的客观权重,计算各方案的相对贴合度,从中选出备选材料;使用正交试验设计和极差分析将备选材料与电池箱不同板件进行匹配,得到多材料电池箱,对多材料电池箱进行尺寸优化。优化后的电池箱模型在满足强度、刚度和低阶模态频率等要求的基础上减重5.3 kg,减重率达11.37%。

摘要：为了实现车门轻量化,文中综合了材料轻量化和结构轻量化两种方式。首先,建立车门有限元模型,根据企业标准选取车门上扭转刚度工况、下扭转刚度工况及车门侧向弯曲刚度工况进行了分析。其次,为车门主要构件选择轻金属材料,建立正交试验并进行分析,在同时考虑质量、成本和刚度的基础上,获得车门最佳材料组合。最后,对多材料车门模型进行尺寸优化,实现轻质多材料车门结构设计。新车门成本不高于原车门成本,刚度满足企业标准,同时车门自身总质量减小了44.6%。

摘要：为轻量化电池箱并保证其强度、刚度和安全性能,对比了在尺寸优化阶段引入安全性评价指标与否2种方法。首先对电池箱进行了静力分析、模态分析和挤压仿真,然后是形貌优化和尺寸优化。在尺寸优化阶段,以挤压作为安全性评价指标,同时考虑静力分析和模态分析,对比了2种多目标优化方案,最终确定了电池箱各板件的厚度。优化结果表明,在尺寸优化阶段引入安全性指标,电池模组变形量减少了43.08%,且电池箱质量减少了20.81%。在轻量化的同时保证了强度刚度和安全性能。

摘要：为减轻蓄电池支架的质量,并提高优化设计效率,采用了基于BP神经网络模型在MATLAB中进行优化的方法。首先进行了电池支架有限元分析,得到其位移、应力和低阶模态频率等性能指标,然后通过拉丁超立方采样方法获得了训练和测试样本,建立了BP神经网络模型。考虑刚度、1阶模态频率和质量等性能指标,在MATLAB中基于BP神经网络模型进行优化,求得蓄电池支架主要构件尺寸厚度最优解。优化后,蓄电池支架刚度和1阶模态频率均有所提高且强度满足设计要求,质量减轻了27.25%。该方法克服了传统有限元优化时计算量大、耗时长的缺点,得到了满足性能要求的轻量化蓄电池支架,结果证明该方法的可行性。

摘要：对保险杠进行轻量化设计,并保证碰撞安全性,用铝/碳纤维复合材料替换原保险杠防撞梁钢质材料。分别对保险杠各部分厚度及碳纤维铺层角度进行了设计,确定了铝合金和碳纤维的厚度,探讨了铝合金和碳纤维板的厚度对碰撞性能的影响,通过采用对碳纤维铺层角度优化的方法提高碰撞安全性。通过拉丁超立方采样得到的试验样本,用移动最小二乘法建立近似模型并验证其精度,利用多目标遗传算法对近似模型寻优,确定了碳纤维最佳铺层角度,得到优化后铝/碳纤维复合材料保险杠防撞梁。与原钢质材料的保险杠相比,优化后铝/碳纤维复合材料保险杠质量减轻了36.497%,且满足碰撞安全性要求。

摘要：为采用碳纤维材料对电池箱体进行铺层设计,采用了试验设计的方法。以碳纤维铺层角度、铺层厚度及其交互作用为影响因素,设计有交互作用的两因素三水平正交试验,通过极差分析探索各因素及其交互作用对电池箱刚度和强度性能指标的影响情况,确定了最佳的铺层角度和铺层厚度组合,最终得到的碳纤维电池箱体与原钢质材料箱体相比,质量减轻了52.17%,且其动静态性能均满足设计要求。结果表明,碳纤维材料电池箱在减轻质量的同时满足了性能要求,验证了设计的合理性。

摘要：为了对悬架控制臂进行轻量化,并保证轻量化的悬架控制臂仍能满足动静态性能要求,采用了多目标拓扑优化的方法。首先以控制臂为柔性体在Adams/Car中建立悬架刚柔耦合模型并对该模型进行多体动力学分析,从而得到悬架控制臂在制动、转向及过凸包等极限工况时的边界条件;然后采用惯性释放的方法对悬架控制臂进行有限元静力分析及模态分析,并根据结果分析其动静态性能;再运用折衷规划法对该悬架控制臂进行多目标拓扑优化,并通过正交试验的方法确定目标函数的权重。最终得到的新控制臂模型重量比原模型降低18.1%,总体刚度及低阶频率都有提高,各极限工况应力均小于许用应力。结果表明,轻量化的悬架控制臂满足性能要求,验证了设计的合理性。

摘要：为使悬架转向节在轻量化的基础上能够满足汽车各工况下强度性能及动力学要求,首先建立刚柔耦合动力学模型并进行动力学仿真,得到转向节在悬架系统中的合理位置,并提取转向节在悬架系统中所受载荷;然后建立转向节CAD模型,并在CAE中对其进行结构强度分析和结构优化;根据优化结果进行二次设计,并对二次设计后模型的强度进行分析。强度分析结果验证了所设计转向节结构的合理性。

摘要：为减轻客车车身骨架总重量,利用HyperMesh建立了某客车车身骨架的有限元模型,进行了静力分析及模态分析。提出采用使用DOE及极差分析和方差分析,确定车身骨架梁截面最优尺寸方案。得到的新车身骨架模型与原模型相比重量减轻了123.5 kg,并满足动静态要求,达到轻量化设计的目的。研究表明,该车身骨架设计合理。