新能源汽車全塑結(jié)構(gòu)在防撞安全性提高中的應用

1、    新能源汽車全塑結(jié)構(gòu)在防撞安全性提高中的應用    伍小明摘 要：當下我國持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的提出使得不可再生材料的使用開始減少，一些機械制造行業(yè)開展尋求新的能源替代產(chǎn)品。在汽車行業(yè)，新能源汽車理念的提出是對我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的積極響應，其中新能源汽車的全塑結(jié)構(gòu)是其結(jié)構(gòu)亮點，這種全塑結(jié)構(gòu)抗腐蝕、耐熱等性能都優(yōu)于傳統(tǒng)的金屬結(jié)構(gòu)，為了應對當下頻繁的交通事故，文章對新能源汽車全塑結(jié)構(gòu)在防撞安全性提高中的應用進行分析，旨在為進一步優(yōu)化新能源汽車全塑結(jié)構(gòu)提供有力參考。關(guān)鍵詞：工程塑料;逆向工程;三維模型;新能源汽車doi：10.16640/ki.37-1222/t

2、.2019.02.0141 對新能源汽車進行三維建模1.1 三維建模之前的處理三維建模之前采用逆向工程（re）對汽車分型，根據(jù)實物推出三維模型，達到縮短設(shè)計周期，降低企業(yè)成本和風險的目的。首先，將整車拆卸開來，根據(jù)汽車結(jié)構(gòu)不同，拆卸盡量減少對零件的破壞，之后得到汽車零部件。再者，使用專業(yè)設(shè)備對汽車零部件數(shù)據(jù)錄入系統(tǒng)，獲得三維模型數(shù)據(jù)。最后，將采集到的數(shù)據(jù)集合為高密度散亂點云，提高重構(gòu)精度。1.2 汽車三維模型重構(gòu)文章使用unigraphics nx（ug）計算機軟件進行建模，以數(shù)據(jù)點和幾何特征繪制必要的網(wǎng)格性曲線，對網(wǎng)格性曲線嚴格控制曲線的實際曲線率，使曲線率保持變化。在得到重構(gòu)的新能源汽車三

3、維模型之后，根據(jù)實物當中的任意三點（s、b、c）構(gòu)建幾何三角形，進而對比重構(gòu)模型的相對距離和角度，文章選取三組數(shù)據(jù)進行比對，具體結(jié)果如表1所示。由表1可得，新能源汽車實物和三維建模的圖形數(shù)據(jù)整體誤差范圍<5%，因此三維模型的整體精度可靠。2 新能源汽車的全塑結(jié)構(gòu)防撞安全有限元建模利用ls-dyna軟件的bt單元在非全積分算法的支持下，對相應的薄壁單元的結(jié)構(gòu)變化實時監(jiān)督，對相應的結(jié)構(gòu)變化分析。實際的有限元模型當中，汽車各個零件中的絕大部分零件都屬于薄壁結(jié)構(gòu)，選擇薄壁結(jié)構(gòu)網(wǎng)格單元可以實現(xiàn)對各個汽車零的管理和分析，以薄壁結(jié)構(gòu)網(wǎng)格單元作為支持，解決實際工作中出現(xiàn)的彎曲和變形現(xiàn)象。網(wǎng)格自身的質(zhì)量和

4、有限元建模自身的實際精度有著直接的關(guān)系，其網(wǎng)格自身的各項數(shù)據(jù)例如網(wǎng)格尺寸、密度等都對有限元進度有直接影響。網(wǎng)格自身的尺寸較小、密度較大，則其實際的質(zhì)量也就有保障。多邊形結(jié)構(gòu)部件碰撞后翹曲變形大，要增加單元網(wǎng)格量。3 新能源汽車全塑結(jié)構(gòu)碰分析以ls-dyna系統(tǒng)化軟件當中的bt單元作為技術(shù)支持，對相應的新能源汽車碰撞有限元進行建模并對模型進行分析，將實際的建模獲取數(shù)據(jù)傳輸?shù)絟yperview軟件當中對各項數(shù)據(jù)進行切實的分析。新能源汽車自身的車身塑料結(jié)構(gòu)存在較大的變形，且變形集中在汽車前端，由車身前端嚴重的翹曲變化可以得出新能源汽車的材料還存在一定的不足。受汽車生產(chǎn)材料的影響，不同材料的彈性不同汽

5、車撞擊后的損壞程度、危險程度也不同。例如，硬質(zhì)聚酰胺泡沫具有良好的彈性模量，相應的汽車碰撞之后，材料可以少量回彈，進而減少碰撞過程中產(chǎn)生沖擊力，減輕車內(nèi)乘客受到的危害。此外，新能源汽車保險杠距離電池較近，碰撞發(fā)生后會對電池造成不同程度的威脅，考慮到汽車電氣系統(tǒng)的安全性，保險杠的潰縮變形不能過大。仿真結(jié)果顯示保險杠塑性結(jié)構(gòu)潰縮變形并不明顯，因此硬質(zhì)聚酰胺泡沫材料可以應用到新能源汽車結(jié)構(gòu)上，其本身具有足夠的強度，且能夠吸收大量碰撞能量。4 新能源汽車全塑結(jié)構(gòu)的防撞優(yōu)化綜上所述，通過對新能源汽車的全塑性結(jié)構(gòu)以及主要的零件進行建模分析，得到碰撞發(fā)生后零件的內(nèi)能變化及碰撞性能分析，并以數(shù)據(jù)和仿真結(jié)構(gòu)作為

6、依據(jù)提出以下具體優(yōu)化方案：4.1 提高塑性結(jié)構(gòu)厚度塑料材質(zhì)本身具有良好的彈性，在汽車發(fā)生碰撞后能夠吸收碰撞能量，但是塑料材質(zhì)不同于金屬材料，其整體強度較弱，優(yōu)化新能源汽車結(jié)構(gòu)可以提高汽車塑料材料的厚度或者增加吸能部件，進而提高汽車的防撞安全性2。4.2 加固保險杠或改變電池位置新能源汽車保險杠近距離電池距離較近，一旦發(fā)生碰撞事故之后，很有可能威脅到的汽車的電氣系統(tǒng)，為了減小碰撞對電池結(jié)構(gòu)的威脅，可以通過在新能源汽車的保險杠進行必要的優(yōu)化改善，通過在保險杠當中加入剛性材料，從而提高新能源汽車在發(fā)生碰撞后產(chǎn)生的變形量?？梢詫ζ嚨碾姵亟Y(jié)構(gòu)進行必要的調(diào)整，將電池設(shè)置在原理碰撞高發(fā)區(qū)的前部，將其安裝到保險杠當中加入剛性，從而減緩汽車碰撞過程當中產(chǎn)生的沖擊加速;此外，還可以改變汽車的電池結(jié)構(gòu)位置，將其安裝在汽車碰撞變形影響最小的三角區(qū)域。保障汽車電氣系統(tǒng)的安全性。5 結(jié)束語綜上所述，對于新能源汽車全塑結(jié)構(gòu)在防撞安全性提高中的應用分析，要認識到新能源汽車和傳統(tǒng)汽車的區(qū)別，當下不可再生能源緊缺的背景將新能源汽車的使用推向高潮，只有充分的提高新能源汽車的安全性，才能夠切實的促進新能源汽車的長久發(fā)展。文章利用信息時代的先進建模仿真技術(shù)對汽車結(jié)構(gòu)的防撞進行分析，在不對汽車造成威脅的基礎(chǔ)上開展防撞實驗，進而得到準確的數(shù)據(jù)，提出新能源汽車的防撞結(jié)構(gòu)優(yōu)化措施，提高新能源汽車的安全性。參考