新能源汽車輕量化結構設計

電池包的結構分析（本公司產品案例典型分析）

輕量化的目標確立

輕量化設計的成本模型

輕量化設計的方法和工具

輕量化的構造

輕量化的材料選擇

輕量化結構設計原則

l輕量化結構的設計原則

l規則一：直接的力導入與力平衡

l規則二：大的面積慣性矩與阻力矩

l規則三：輕盈的結構

l規則四：利用曲率的自然支撐作用

l規則五：在主承載方向進行有針對性的加固設計

l規則六：優先遵循集成化原則

l規則七：面向可裝配的機構輕量化設計

l規則八：達到預期的壽命設計

材料力學

l結構模型

n桿支撐結構：桿、梁

n平面支撐結構：盤、板、殼

n空間支撐結構：

l幾何特征值

l彈性方程

l盤單元彈性定律

l板單元彈性定律

l殼單元的彈性定律

l力流

l力流與內力變量

l剪切力

l實心截面與管截面

l抗剪壁桁梁型材

l剪場設計

l加固箱式型材

靜態不確定結構

l框架結構

l平面桁架結構

l空間桁架結構

l臨界應力載荷

l部分撓曲方法

l桿壓彎

l結構化型芯

l不穩定形狀

桿與梁的穩定性

板材和管的凸起

加固性設計

l殼狀結構

l壓槽

l加強筋

l邊界加固

l翻孔

連接技術

l鉚接

l焊接

l粘接

l特殊連接

l螺栓連接

螺紋連接的設計計算基礎：VDI2230

3載荷和變形條件

3.1可用的計算方法概述

3.2單個螺栓連接計算，力和變形分析

3.2.1同軸緊固單螺栓連接

3.2.2偏心緊固單螺栓連接

3.2.3單邊開放的連接

3.2.4橫向力的影響

4計算步驟

4.1概述

4.2說明

5數值計算

5.1連接的回彈

5.1.1螺栓的回彈

5.1.1.1軸向回彈

5.1.1.2彎曲回彈

5.1.2重疊被連接件的回彈

5.1.2.1同軸緊固單螺栓連接的回彈

5.1.2.2偏心緊固單螺栓連接的回彈

5.1.2.3偏心作用的軸向工作載荷的回彈

5.2載荷系數

5.2.1軸向作用的工作載荷的作用線-距離

5.2.2載荷系數

5.2.2.1基本原理

5.2.2.2確定載荷系數n的步驟

5.3載荷系數和附加螺栓載荷

5.3.1載荷系數和附加螺栓載荷的上限

5.3.1.1同軸負載

5.3.1.2偏心負載

5.3.1.3特殊情況下的外部彎曲力矩

5.3.2偏心載荷情況下上限的關系式

5.3.3開式連接的關系式

5.4預加載荷

5.4.1最小夾緊力

5.4.2預緊力的變化

5.4.2.1由于壓陷和松弛產生的預緊力變化

5.4.2.2溫度對預緊力的影響

5.4.3裝配預緊力和擰緊力矩

5.4.3.1力矩控制擰緊

5.4.3.2轉角控制擰緊

5.4.3.3屈服控制擰緊

5.4.3.4擰緊方法的比較

5.4.3.5最小裝配預緊力

5.5應力和應變的計算

5.5.1裝配應力

5.5.2工作應力

5.5.3交變應力

5.5.4螺栓頭和螺母支承面的表面壓力

5.5.5嚙合長度

5.5.6剪切應力

5.5.6.1概述

5.5.6.2載荷分布

5.5.6.3靜載荷

5.5.6.4動載荷

6提高螺栓連接工作可靠性的設計

6.1螺栓連接耐久性

6.2螺栓連接的松脫

l

不同擰緊工藝和超彈性擰緊基礎

n扭緊工藝基礎

n螺紋連接的摩擦系數的重要性

n角度和扭矩監測

n螺栓靜態扭矩失效分析

n螺栓疲勞失效分析

l

結構優化

l數學優化方法

l結構參數的極值

l簡單最小化計算

振動應力載荷結構

l應力載荷變化評估

l失效分析

l殘余強度分析

結構可靠性分析

l系統可靠性

l MTTF

l早期失效和磨損失效