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新能源汽车电池箱体结构的轻质-减振-抗冲击多功能一体化拓扑优化

申报人:吴文旺 申报日期:2023-09-13

基本情况

第二十八期“上海交通大学大学生创新实践计划”
新能源汽车电池箱体结构的轻质-减振-抗冲击多功能一体化拓扑优化
创新训练项目
工学
力学类
创新类
船舶海洋与建筑工程学院
吴文旺
指导教师
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2020/01-2023/12,金属增材制造混杂三维点阵新型结构的力学设计与制造缺陷特征表征研究,国家自然科学基金面上基金,课题负责人

指导老师会在实验设计、有限元模拟方面,提供软硬件支持。并鼓励学生参加相关学术会议、科创竞赛。

指导老师目前承担国家自然科学基金等多项科研课题,在本项目涉及的超材料力学设计、冲击动力学方面,积累了系统的研究基础何学术成果。课题组有本项目实施过程中需要的必要的科研经费支持,确保项目的顺利实施。

此外,指导老师何清华苏州汽车技术研究院具有长期稳定的合作关系,可以为本项目的开展提供实践机会,扩大行业视野。

主要研究内容如下:

(1)针对动力电池防护箱体结构的轻质承载-减振降噪-抗冲击吸能一体化需求,开展新型高刚度负泊松比手性超材料的参数化设计、结构基因库构建及动态力学性能评价方法研究,开展具有新胞元、新构型高刚度手性超材料的力学性能分析模型,建立手性超材料几何参数和力学性能之间的关联关系研究;开展包含手性超材料几何物理特征和力学性能指标的轻质高刚度手性超材料胞元库设计方法研究;开展典型吸能指标(峰值应力、平台应力、吸能能力、平台应力波动率、密实化应变)、减振指标(带隙结构、频带范围等)与手性超材料几何物理特征之间的映射关系研究。


(2)开展高刚度负泊松比手性超材料填充的新能源电池箱体主要吸能结构的力学设计、冲击吸能规律及物理机理研究,开展主要吸能结构组件(加强框结构、底部结构和蒙皮结构等)传力路径引导的高刚度负泊松比手性超材料填充新能源电池箱体力学设计方法、整体结构强度、刚度、结构变形及失效机理研究。


(3)针对新能源动力电池包箱体在挤压时出现的大面积材料撕裂失效行为,提出基于机械超材料填充的结构设计方法,通过设计失效物理样件,开展材料单向拉伸实验、压缩冲击实验,开展基于应力三轴度状态失效塑性模型的失效过程模拟。通过比对箱体的挤压实验与仿真模拟结果,揭示材料失效区域、位置及过程失效行为、挤压力位移曲线与填充机械超材料性能之间的关联关系,可以准确预测动力电池包箱体受到挤压破坏时产生的裂纹产生、材料失效问题。 

选题成员

0

指导教师

序号 教师姓名 电子邮箱 所属学院
1 吴文旺 登录状态下查看 船舶海洋与建筑工程学院 第一指导教师

选题附件

结束