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實例|電池包靜態(tài)沖擊及不同求解器分析對比
1、背景及意義
汽車在行駛過程中會受到各種沖擊載荷的作用，如道路不平、過減速帶、拱橋等。電池包作為動力系統(tǒng)并作為整車主要的承載部件，其強度影響著整車安全性能。因此在電池包結(jié)構(gòu)設(shè)計中，需考慮電池包機械沖擊工況。動態(tài)沖擊工況對應(yīng)的國標(biāo)為GB/T31467.3－2015《電動汽車用鋰離子動力蓄電池包和系統(tǒng)第3部分：安全性要求與測試方法》。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，其計算效率較高，根據(jù)仿真結(jié)果可對其結(jié)構(gòu)性能進行預(yù)測以達到改進優(yōu)化設(shè)計方案的目的。
在企業(yè)中此工況應(yīng)用較少，現(xiàn)狀多以國標(biāo)為標(biāo)準。
2、應(yīng)用的軟件
應(yīng)用hypermesh軟件進行前處理，應(yīng)用optistruct和abaqus軟件進行分析對比。
3、分析流程
3.1 前處理
針對網(wǎng)格劃分及模型的簡化處理應(yīng)根據(jù)不同的分析工況及關(guān)注點進行合理簡化。
3.2 前處理基本要求
1、對于電池包上的鈑金件，抽中面畫成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，對稱部件以及對稱結(jié)構(gòu)要求對稱網(wǎng)格；
4、板架、實體連接等鑄件采用solid單元模擬；
5、每個零件的單元法向必須一致；
6、每個零件的單元應(yīng)連續(xù)，自由邊只能出現(xiàn)在零件的實際邊界上；
7、整個網(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 模型簡化方式
模型簡化需根據(jù)不同分析工況進行合理簡化，此部分根據(jù)案例模型簡單介紹。
1、螺栓的處理
在hypermesh中用剛性單元進行連接。在optistruct求解器中單元類型為rb2，在abaqus求解器中單元類型為COUP—KIN，亦可用TIE。
螺栓位置如上
簡化成剛性連接
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