电池包结构仿真:GB/T31467.3的随机振动、冲击挤压碰撞跌落

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导读:《电池包结构仿真教程25讲》是笔者2020年7月,原创首发仿真秀的视频教程,截止今日播放量已达到19000+次,深受平台用户好评。时隔2年多,我对这套课程进行了全新升级加餐,且重新录制。本课程是笔者多年来在汽车行业工作经验总结,它包括新能源汽车电池包网格划分、电池包国标仿真、电池包疲劳仿真。还讲解了电池包有限元模型的建立,讲解了ncode进行定频扫频随机振动疲劳求解方法,电池包模态接触处理方法、电池包的螺栓,胶结,焊接处理方法和abaqus计算电池包模态,冲击,跌落,碰撞,挤压的方法等。

本文以课程中的模型,基于GB/T31467.3的随机振动、冲击、挤压、碰撞、跌落仿真Step by Step。欢迎读者朋友文尾点赞、在看和分享本文到朋友圈截图48小时内赠送模型资料一份。最后希望能够引发电池包结构工程师的共鸣,帮助有一定基础的Hypermesh、Abaqus、nCode、Dyna、Optistruct使用经验的工程师快速掌握新能源汽车电池包结构仿真分析能力。

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一、SCDM模型搭建

首先,在把电池包三维模型导入到SCDM后需对模块进行重新命名,名字可根据自己要求更改,自己可通过名字识别是哪个零部件即可,对电池单体、吊耳、压条、箱体、箱盖等部件重新命名;

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名字更改后对电池包模型进行简化,并删除不需要的零部件(电气部件,螺栓等),删除对应力影响较小的部位的倒角、间隙等可降低建模难度;

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需要删除的零部件

在SCDM简化好模型后保存模型导入Hypermesh中,如下图所示:

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在工具栏旋则导入几何导入(即1),然后在file type里面根据自己保存模型的类型选择,此处我保存的模型格式为step,所以在2处选择step格式,在3处选择是否缩放,如果你的三维模型单位不一致可在此处更改,如果不知道单位,可先导入几何然后测量尺寸,查看导入的尺寸与实际尺寸是否一致,如果不一致,可重新导入并在3处修改缩放尺寸。

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选择hypermesh的gemo栏。选择midsurface进行中面抽取,选择需要抽取中面的实体模型然后点击extrat进行抽取

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二、HyperMesh网格划分

抽取后进行网格剖分,网格如图所示:

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电池包整体有限元模型

如果网格质量较差,可使用网格优化工具进行优化:

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左上角显示不满足要求的网格数量,不同质量的网格会以不同颜色显示,红色表示网格不满足要求,必须重新划分的部分,此时可点击cleanup tools工具进行网格优化界面;

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网格优化界面有很多功能,常用的可使用smooth工具进行优化。

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在保存网格时必须在hypermesh里面创建属性,创建的材料属性可为空,但必须给零部件赋予属性,否则导入abaqus后不会分为多个part,按照下列顺序创建即可:

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在网格划分完毕并建好连接后保存为inp格式文件

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三、Abaqus求解计算

在abaqus导入hypermesh保存的inp文件,并修改材料及属性,如果抽取的是中面,需在定义里面旋则midsurface:

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在step创建分析步并设置输出内容:

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创建约束:

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更改单元类型,把单元类型更改为explict类型:

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后处理:

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电池包整体结构应力云图

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吊耳应力云图

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箱盖应力云图

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箱体应力云图

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焊点应力云图

由仿真结果可知,材料的抗拉强度为550MPa,小于零部件最大应力,但焊点的应力值接近于,可采取增加焊点密度或者使用强度更高的焊接材料。

四、电池包结构仿真教程25讲

在能源和环保的压力下,新能源汽车无疑正越来越成为未来汽车的发展方向。在纯电动汽车中,动力电池是重要的核心部件,在整车的制造成本中占有极高的比重。基于笔者多年电池和电机行业从业经验,精通HyperMesh前处理及强度疲劳,散热仿真分析,原创视频课程《电池包结构仿真教程25讲》持续更新加餐,希望能够与同行互勉,共同进步,如有不当欢迎批评指正。

      审核编辑 :李倩

 

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