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電動(dòng)汽車對(duì)撞交通事故中，過(guò)大的以此類推速率最大值或電動(dòng)汽車內(nèi)部結(jié)構(gòu)形變被壓迫是導(dǎo)致傷亡的主要其原因，電動(dòng)汽車繁雜的對(duì)撞操作過(guò)程與對(duì)撞速率均會(huì)對(duì)電動(dòng)汽車安全可靠導(dǎo)致非常大負(fù)面影響，因而，電動(dòng)汽車內(nèi)部結(jié)構(gòu)安全可靠結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與對(duì)撞速率對(duì)電動(dòng)汽車操控性的負(fù)面影響親密關(guān)系科學(xué)研究具備關(guān)鍵象征意義。資產(chǎn)泡沫鋁金屬材料具備鋁制、吸潛能強(qiáng)的卓越優(yōu)點(diǎn)，被指出是一類最有前程的電動(dòng)汽車高操控性金屬材料，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)科學(xué)合理的資產(chǎn)泡沫鋁A43EI235E內(nèi)部結(jié)構(gòu)既能達(dá)至減少對(duì)撞角速率的效用，又能滿足用戶電動(dòng)汽車高操控性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)明確要求。

徐公平透過(guò)在車窗鋼梁梁中采用資產(chǎn)泡沫鋁金屬材料的方式，起著提升吸熱量和抗彎強(qiáng)度的促進(jìn)作用。馬聰承等選用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)科學(xué)合理的資產(chǎn)泡沫鋁A43EI235E內(nèi)部結(jié)構(gòu)應(yīng)用領(lǐng)域到電動(dòng)汽車窗檻橫梁中，達(dá)至了減少底盤角速率的目地。VINICIUs 等深入探討了資產(chǎn)泡沫鋁金屬材料在靜止有效載荷商業(yè)模式下的徑向卷曲內(nèi)部結(jié)構(gòu)稀釋壓制熱量的情形，和毛細(xì)管間的交互促進(jìn)作用親密關(guān)系等，結(jié)果顯示，在電動(dòng)汽車、大巴和其他交通工具中，資產(chǎn)泡沫和毛細(xì)管在熱量稀釋和有效載荷傳達(dá)優(yōu)點(diǎn)下，其交互促進(jìn)作用有間接的負(fù)面影響親密關(guān)系。TENG等為的是減少過(guò)往行人頸部危害，在電動(dòng)汽車引擎罩中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了鋁合金進(jìn)一步增強(qiáng)資產(chǎn)泡沫和鋁加強(qiáng)鋁制金屬材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)，起著了較好的稀釋對(duì)撞能的促進(jìn)作用，進(jìn)而達(dá)至為保護(hù)過(guò)往行人的目地。蘭鳳崇等在改善翻轉(zhuǎn)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性操作過(guò)程中采用了資產(chǎn)泡沫鋁金屬材料，獲得了較好的內(nèi)部結(jié)構(gòu)操控性。于英華等結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了資產(chǎn)泡沫鋁層合內(nèi)部結(jié)構(gòu)式電動(dòng)汽車引擎罩板，有效地提升了引擎的靜態(tài)優(yōu)點(diǎn)和過(guò)往行人對(duì)撞安全可靠性。MA Congcheng 等分析了資產(chǎn)泡沫鋁A43EI235E內(nèi)部結(jié)構(gòu)對(duì)電動(dòng)汽車前縱梁和準(zhǔn)入門檻橫梁的操控性改善優(yōu)點(diǎn)。激光切割機(jī)鋁橫梁

國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)對(duì)資產(chǎn)泡沫鋁金屬材料在電動(dòng)汽車上的應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行了探索，對(duì)資產(chǎn)泡沫鋁內(nèi)部結(jié)構(gòu)充填局部開展了科學(xué)研究，但關(guān)于資產(chǎn)泡沫鋁A43EI235E內(nèi)部結(jié)構(gòu)在不同對(duì)撞速率工況下，對(duì)電動(dòng)汽車安全可靠操控性的負(fù)面影響親密關(guān)系等科學(xué)研究的文獻(xiàn)并不多見(jiàn)，本課題將對(duì)此進(jìn)行深入科學(xué)研究，旨在推動(dòng)資產(chǎn)泡沫鋁金屬材料在電動(dòng)汽車上的應(yīng)用領(lǐng)域。

激光切割機(jī)鋁橫梁

激光切割機(jī)鋁橫梁

1  資產(chǎn)泡沫鋁操控性科學(xué)研究

資產(chǎn)泡沫鋁金屬材料在靜壓試驗(yàn)中表現(xiàn)出低水平應(yīng)力、較長(zhǎng)平臺(tái)期優(yōu)點(diǎn)，資產(chǎn)泡沫鋁平臺(tái)應(yīng)力由資產(chǎn)泡沫胞元的失效機(jī)制決定，透過(guò)金屬材料的彈性屈曲、塑性破損或斷裂等A43EI235E狀態(tài)來(lái)呈現(xiàn)。閉孔資產(chǎn)泡沫鋁胞元的封閉孔中存在初始空氣壓力P0，在壓縮操作過(guò)程中P0 抬高了資產(chǎn)泡沫鋁金屬材料的平臺(tái)應(yīng)力，外加應(yīng)力必須克服初始空氣壓力P0，進(jìn)而達(dá)至資產(chǎn)泡沫鋁胞壁屈曲條件，從理論上分析，此時(shí)所需的外加應(yīng)力可表示為：

在電動(dòng)汽車內(nèi)部結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，主要考慮資產(chǎn)泡沫鋁金屬材料的限制最大值應(yīng)力或平臺(tái)應(yīng)力，較低的應(yīng)力值更容易滿足用戶電動(dòng)汽車吸能內(nèi)部結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)明確要求。氣體從資產(chǎn)泡沫鋁孔洞逸出時(shí)形成氣壓包，氣體的逸出速率受試驗(yàn)壓制速率的負(fù)面影響，因而壓縮速率是負(fù)面影響資產(chǎn)泡沫鋁金屬材料應(yīng)變率效應(yīng)的關(guān)鍵因素之一。在低應(yīng)變率100 ～102 s-1壓縮試驗(yàn)中，低孔隙率的閉孔資產(chǎn)泡沫鋁金屬材料的力學(xué)操控性基本上不受應(yīng)變率負(fù)面影響。試驗(yàn)結(jié)果顯示，在102 ～104 s-1 應(yīng)變率和104 ～106 s-1 應(yīng)變率的試驗(yàn)中，低孔隙率（約50%～70%）的資產(chǎn)泡沫鋁金屬材料在壓縮試驗(yàn)中，其壓縮操控性明顯受到應(yīng)變率負(fù)面影響。但對(duì)于高孔隙率（大于70%）的資產(chǎn)泡沫鋁金屬材料在試驗(yàn)中表現(xiàn)出基本不受應(yīng)變率負(fù)面影響的優(yōu)點(diǎn)。激光切割機(jī)鋁橫梁

2  內(nèi)部結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

對(duì)sUV 目標(biāo)車的有限元模型進(jìn)行側(cè)面對(duì)撞分析，并與實(shí)車對(duì)撞試驗(yàn)進(jìn)行比對(duì)驗(yàn)證，對(duì)撞試驗(yàn)80 ms 時(shí)和對(duì)撞結(jié)束后底盤形變?nèi)鐖D1 所示。側(cè)碰發(fā)生時(shí)主要的承力和形變內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括車窗內(nèi)部結(jié)構(gòu)件、B 柱、準(zhǔn)入門檻橫梁，地板第一橫梁和第二橫梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)件等，這些內(nèi)部結(jié)構(gòu)稀釋了側(cè)碰中產(chǎn)生的大部分對(duì)撞能。在對(duì)撞試驗(yàn)中，準(zhǔn)入門檻橫梁為主要承力內(nèi)部結(jié)構(gòu)件，其形變嚴(yán)重，在對(duì)撞發(fā)生0.04 s 時(shí)y 向最大形變量達(dá)至174.0 mm，準(zhǔn)入門檻橫梁中部向主駕駛位置侵入。由于準(zhǔn)入門檻橫梁過(guò)早出現(xiàn)彎曲，導(dǎo)致底部車架傳達(dá)熱量無(wú)法發(fā)揮效能，因而有必要進(jìn)行內(nèi)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化，改善準(zhǔn)入門檻橫梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)傳達(dá)熱量的潛能。激光切割機(jī)鋁橫梁

圖1 有限元模型對(duì)撞仿真分析與實(shí)車對(duì)撞試驗(yàn)對(duì)比

以側(cè)碰中主要承力內(nèi)部結(jié)構(gòu)件準(zhǔn)入門檻橫梁為主要優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目標(biāo)，根據(jù)仿真計(jì)算結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)加強(qiáng)板4 和8 作刪減處理，其他部分內(nèi)部結(jié)構(gòu)厚度進(jìn)行優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。資產(chǎn)泡沫鋁A43EI235E內(nèi)部結(jié)構(gòu)具備較強(qiáng)的稀釋對(duì)撞能的潛能，在準(zhǔn)入門檻橫梁中分散布置資產(chǎn)泡沫鋁A43EI235E內(nèi)部結(jié)構(gòu)，既能增加內(nèi)部結(jié)構(gòu)剛度又能稀釋更多對(duì)撞能。將資產(chǎn)泡沫鋁A43EI235E內(nèi)部結(jié)構(gòu)安裝到準(zhǔn)入門檻橫梁中，準(zhǔn)入門檻橫梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)與位置如圖2 所示。資產(chǎn)泡沫鋁A43EI235E內(nèi)部結(jié)構(gòu)由厚度為1.0 mm 的薄壁鋁管和密度為0.30 g/cm3 的資產(chǎn)泡沫鋁組合而成，單件A43EI235E內(nèi)部結(jié)構(gòu)質(zhì)量為127.7 g，資產(chǎn)泡沫鋁A43EI235E內(nèi)部結(jié)構(gòu)以粘結(jié)方式連接到準(zhǔn)入門檻橫梁中。對(duì)準(zhǔn)入門檻橫梁部分內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行厚度優(yōu)化和內(nèi)部結(jié)構(gòu)刪減，最終優(yōu)化方案共減重761.2 g，以下優(yōu)化方案車型稱為吸能式底盤。

圖2 準(zhǔn)入門檻橫梁充填資產(chǎn)泡沫鋁A43EI235E內(nèi)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案

3  有限元模型仿真計(jì)算

對(duì)原車和吸能式底盤分別進(jìn)行有限元仿真計(jì)算，以3 種不同速率進(jìn)行對(duì)撞分析，科學(xué)研究?jī)?nèi)部結(jié)構(gòu)侵入量和最大角速率最大值形變規(guī)律，以準(zhǔn)入門檻橫梁相對(duì)座椅中點(diǎn)的侵入量變化和座椅中點(diǎn)角速率最大值為指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比。激光切割機(jī)鋁橫梁

3.1 20 km/h 速率對(duì)撞結(jié)果分析

分別對(duì)原車和吸能式底盤進(jìn)行20 km/h 速率對(duì)撞仿真分析，對(duì)比分析座椅中點(diǎn)的最大角速率最大值，結(jié)果顯示原車最大最大值為117.6 m/s2，吸能式底盤為59.3 m/s2，吸能式底盤下降了49.1%，兩車座椅中點(diǎn)角速率最大值對(duì)比如圖3a 所示。吸能式底盤在整個(gè)對(duì)撞操作過(guò)程中角速率最大值起伏相差不大，最大值約出現(xiàn)在0.10 s 時(shí)。與原車相比，吸能式底盤角速率最大值下降效用明顯，突顯了資產(chǎn)泡沫鋁A43EI235E內(nèi)部結(jié)構(gòu)卓越的抗撞操控性。20 km/h 速率對(duì)撞中，吸能式底盤最大侵入量為55.6 mm，比原車最大侵入量169.5 mm 減少了113.9 mm，下降了67.2%，兩車窗檻橫梁對(duì)座椅中點(diǎn)的侵入量對(duì)比如圖3b 所示。

圖3 20 km 速率對(duì)撞兩車仿真分析結(jié)果對(duì)比

3.2 50 km/h 速率對(duì)撞結(jié)果分析

分別對(duì)原車與吸能式底盤進(jìn)行50 km/h 速率對(duì)撞仿真分析，結(jié)果顯示原車最大加速激光切割機(jī)鋁橫梁度最大值為142.1 m/s2，吸能式底盤最大角速率最大值為74.9 m/s2，比原車減少67.2 m/s2，下降了47.5%。兩車座椅中點(diǎn)的角速率最大值時(shí)序?qū)Ρ热鐖D4a 所示，吸能式底盤角速率最大值整體表現(xiàn)平穩(wěn)，基本保持在較低水平波動(dòng)。

對(duì)比分析兩車窗檻橫梁在y 方向上對(duì)座椅的侵入量，原車窗檻橫梁相對(duì)座椅中點(diǎn)的侵入量為174.0 mm，吸能式底盤侵入量為64.0 mm，比原車侵入量減少110.0 mm，下降了63.2%，兩車窗檻橫梁相對(duì)座椅中點(diǎn)的侵入量時(shí)序?qū)Ρ热鐖D4b 所示。結(jié)果顯示，吸能式底盤對(duì)減少乘員倉(cāng)侵入量的效用明顯。

圖4 50 km 速率對(duì)撞兩車仿真分析結(jié)果對(duì)比

3.3 80 km/h 速率對(duì)撞結(jié)果分析

分別對(duì)原車與吸能式底盤進(jìn)行80 km/h 速率對(duì)撞仿真分析，對(duì)其角速率最大值和準(zhǔn)入門檻橫梁相對(duì)座椅中點(diǎn)侵入量進(jìn)行對(duì)比，如圖5 所示。

圖5 80 km 速率對(duì)撞兩車仿真分析結(jié)果對(duì)比

吸能式底盤角速率最大值為133.3 m/s2，比原車角速率最大值145.0 m/s2 減少了11.7 m/s2，下降了7.4%。

分析對(duì)比原車和吸能式底盤準(zhǔn)入門檻橫梁相對(duì)座椅中點(diǎn)在y 向上的侵入量，吸能式底盤最大侵入量為75.1 mm，比原車最大侵入量177.2 mm 減少了101.9 mm，下降了57.6%。

3.4 對(duì)撞結(jié)果對(duì)比分析

對(duì)20 km/h、50 km/h、80 km/h 速率對(duì)撞時(shí)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，比較吸能式底盤與原車的最大角速率最大值與底盤侵入量大小，對(duì)撞結(jié)果數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。激光切割機(jī)鋁橫梁

在駕駛座一側(cè)B 柱下方取點(diǎn)B 作為參考點(diǎn)；在駕駛座一側(cè)A 柱下方取點(diǎn)C 作為參考點(diǎn)。吸能式底盤在有限元模型仿真對(duì)撞中，底盤動(dòng)能的下降比原車快，資產(chǎn)泡沫鋁A43EI235E內(nèi)部結(jié)構(gòu)起著較好的緩沖促進(jìn)作用。在20 km/h 對(duì)撞速率中，最大角速率最大值由原車117.6 m/s2 下降到59.3 m/s2，下降了49.6%；在50 km/h 對(duì)撞速率中，最大角速率最大值由原車142.1 m/s2 下降到74.9 m/s2，下降了47.5%；在80 km/h 速率對(duì)撞時(shí)，最大角速率最大值由原車145.0 m/s2 下降到133.3 m/s2，下降了8.1%。相比原車，吸能式底盤減少角速率最大值的效用非常明顯。

吸能式底盤準(zhǔn)入門檻橫梁相對(duì)座椅中點(diǎn)在y 向的侵入量，在20 km/h、50 km/h、80 km/h 對(duì)撞速率中，比原車分別減少了113.9 mm、110.0 mm、102.1 mm，吸能式底盤侵入量大幅度減少，起著了較好的為保護(hù)乘員的促進(jìn)作用。

在3 種速率對(duì)撞試驗(yàn)中，吸能式底盤的角速率最大值分別下降了58.3 m/s2、67.6 m/s2、11.8 m/s2，呈現(xiàn)出較好的減少角速率最大值的效用，充分發(fā)揮了資產(chǎn)泡沫鋁內(nèi)部結(jié)構(gòu)的吸能優(yōu)勢(shì)，較好地提升了底盤抗撞操控性。激光切割機(jī)鋁橫梁

表1 20 km/h、50 km/h、80 km/h 對(duì)撞中各項(xiàng)數(shù)據(jù)對(duì)比

4  結(jié)論

透過(guò)對(duì)一款實(shí)例車型進(jìn)行優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，科學(xué)研究了不同速率對(duì)撞工況下，資產(chǎn)泡沫鋁A43EI235E內(nèi)部結(jié)構(gòu)對(duì)電動(dòng)汽車側(cè)碰安全可靠操控性的負(fù)面影響規(guī)律，以橫梁相對(duì)座椅中點(diǎn)的侵入量和座椅中點(diǎn)角速率最大值為指標(biāo)對(duì)原車與吸能式底盤進(jìn)行了對(duì)比科學(xué)研究。

（1）透過(guò)有限元模型仿真計(jì)算分析與試驗(yàn)相結(jié)合，科學(xué)研究了資產(chǎn)泡沫鋁A43EI235E內(nèi)部結(jié)構(gòu)在不同速率對(duì)撞中，對(duì)于電動(dòng)汽車安全可靠操控性的負(fù)面影響變化。在3 種速率下對(duì)撞時(shí)，資產(chǎn)泡沫鋁A43EI235E內(nèi)部結(jié)構(gòu)均能發(fā)揮較好的促進(jìn)作用，大幅度減少了底盤的侵入量。

（2）資產(chǎn)泡沫鋁A43EI235E內(nèi)部結(jié)構(gòu)使座椅中點(diǎn)角速率最大值明顯減少，在20 km/h、50 km/h、80 km/h 對(duì)撞中，角速率最大值分別下降了49.6%、47.5%、8.1%。

對(duì)底盤進(jìn)行優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將資產(chǎn)泡沫鋁A43EI235E內(nèi)部結(jié)構(gòu)充填到準(zhǔn)入門檻橫梁中，減少了對(duì)撞侵入量并減少了角速率最大值，達(dá)至了提升電動(dòng)汽車側(cè)碰安全可靠性和底盤高操控性的目地，可為電動(dòng)汽車開發(fā)人員提供參考。

激光切割機(jī)鋁橫梁

文章來(lái)源：期刊-《電動(dòng)汽車工程學(xué)報(bào)》、電動(dòng)汽車金屬材料網(wǎng)   聲明：車乾信息以尊重原創(chuàng)、共同服務(wù)行業(yè)為原則。本公眾號(hào)基于分享目地的轉(zhuǎn)載，都會(huì)注明出處。轉(zhuǎn)載文章的版權(quán)歸原作者或原公眾號(hào)所有，如涉及到侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系021-31656996）激光切割機(jī)鋁橫梁

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（PS：因疫情會(huì)議會(huì)延遲到6月底）激光切割機(jī)鋁橫梁

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