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實(shí)例|電池包靜態(tài)沖擊及不同求解器分析對(duì)比
1、背景及意義
汽車(chē)在行駛過(guò)程中會(huì)受到各種沖擊載荷的作用，如道路不平、過(guò)減速帶、拱橋等。電池包作為動(dòng)力系統(tǒng)并作為整車(chē)主要的承載部件，其強(qiáng)度影響著整車(chē)安全性能。因此在電池包結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需考慮電池包機(jī)械沖擊工況。動(dòng)態(tài)沖擊工況對(duì)應(yīng)的國(guó)標(biāo)為GB/T31467.3－2015《電動(dòng)汽車(chē)用鋰離子動(dòng)力蓄電池包和系統(tǒng)第3部分：安全性要求與測(cè)試方法》。本文主要講解靜態(tài)沖擊。
靜態(tài)沖擊工況應(yīng)用靜力學(xué)分析，其計(jì)算效率較高，根據(jù)仿真結(jié)果可對(duì)其結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行預(yù)測(cè)以達(dá)到改進(jìn)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案的目的。
在企業(yè)中此工況應(yīng)用較少，現(xiàn)狀多以國(guó)標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)。
2、應(yīng)用的軟件
應(yīng)用hypermesh軟件進(jìn)行前處理，應(yīng)用optistruct和abaqus軟件進(jìn)行分析對(duì)比。
3、分析流程
3.1 前處理
針對(duì)網(wǎng)格劃分及模型的簡(jiǎn)化處理應(yīng)根據(jù)不同的分析工況及關(guān)注點(diǎn)進(jìn)行合理簡(jiǎn)化。
3.2 前處理基本要求
1、對(duì)于電池包上的鈑金件，抽中面畫(huà)成2D網(wǎng)格，盡量減少三角形的數(shù)量，盡量不要出現(xiàn)三角形單元相鄰；
2、保留主要的幾何型線，網(wǎng)格要與幾何保持良好的貼合；
3、對(duì)于橫跨縱向中心面的部件，用縱向中心面把它分割成兩部分，對(duì)稱(chēng)部件以及對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)要求對(duì)稱(chēng)網(wǎng)格；
4、板架、實(shí)體連接等鑄件采用solid單元模擬；
5、每個(gè)零件的單元法向必須一致；
6、每個(gè)零件的單元應(yīng)連續(xù)，自由邊只能出現(xiàn)在零件的實(shí)際邊界上；
7、整個(gè)網(wǎng)格模型不允許出現(xiàn)初始穿透。
3.3 1D網(wǎng)格質(zhì)量
1D單元主要包括剛性單元、彈簧阻尼單元等。檢查項(xiàng)目包括：
1、free 1d’s1D 檢查單元是否存在自由端；
2、rigid loops 檢查剛性單元是否形成環(huán)；
3、dependency 檢查剛性單元是否有雙重依賴(lài)性。
3.4 2D單元
單元基本尺寸可用5mm劃分
2D網(wǎng)格檢查界面：
3.5 模型簡(jiǎn)化方式
模型簡(jiǎn)化需根據(jù)不同分析工況進(jìn)行合理簡(jiǎn)化，此部分根據(jù)案例模型簡(jiǎn)單介紹。
1、螺栓的處理
在hypermesh中用剛性單元進(jìn)行連接。在optistruct求解器中單元類(lèi)型為rb2，在abaqus求解器中單元類(lèi)型為COUP—KIN，亦可用TIE。
螺栓位置如上
簡(jiǎn)化成剛性連接
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