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電池包結構仿真:GB/T31467.3的隨機振動、沖擊擠壓碰撞跌落

8XCt_sim_ol ? 來源:仿真秀App ? 2023-03-03 11:37 ? 次閱讀

導讀:《電池包結構仿真教程25講》是筆者2020年7月,原創首發仿真秀的視頻教程,截止今日播放量已達到19000+次,深受平臺用戶好評。時隔2年多,我對這套課程進行了全新升級加餐,且重新錄制。本課程是筆者多年來在汽車行業工作經驗總結,它包括新能源汽車電池包網格劃分、電池包國標仿真、電池包疲勞仿真。還講解了電池包有限元模型的建立,講解了ncode進行定頻掃頻隨機振動疲勞求解方法,電池包模態接觸處理方法、電池包的螺栓,膠結,焊接處理方法和abaqus計算電池包模態,沖擊,跌落,碰撞,擠壓的方法等。

本文以課程中的模型,基于GB/T31467.3的隨機振動、沖擊、擠壓、碰撞、跌落仿真Step by Step。歡迎讀者朋友文尾點贊、在看和分享本文到朋友圈截圖48小時內贈送模型資料一份。最后希望能夠引發電池包結構工程師的共鳴,幫助有一定基礎的Hypermesh、Abaqus、nCode、Dyna、Optistruct使用經驗的工程師快速掌握新能源汽車電池包結構仿真分析能力。

cc1b0784-b916-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

一、SCDM模型搭建

首先,在把電池包三維模型導入到SCDM后需對模塊進行重新命名,名字可根據自己要求更改,自己可通過名字識別是哪個零部件即可,對電池單體、吊耳、壓條、箱體、箱蓋等部件重新命名;

cc2c246a-b916-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

名字更改后對電池包模型進行簡化,并刪除不需要的零部件(電氣部件,螺栓等),刪除對應力影響較小的部位的倒角、間隙等可降低建模難度;

cc488362-b916-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

需要刪除的零部件

在SCDM簡化好模型后保存模型導入Hypermesh中,如下圖所示:

cc698076-b916-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

在工具欄旋則導入幾何導入(即1),然后在file type里面根據自己保存模型的類型選擇,此處我保存的模型格式為step,所以在2處選擇step格式,在3處選擇是否縮放,如果你的三維模型單位不一致可在此處更改,如果不知道單位,可先導入幾何然后測量尺寸,查看導入的尺寸與實際尺寸是否一致,如果不一致,可重新導入并在3處修改縮放尺寸。

cc7eeb0a-b916-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

選擇hypermesh的gemo欄。選擇midsurface進行中面抽取,選擇需要抽取中面的實體模型然后點擊extrat進行抽取

cc93c1c4-b916-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

二、HyperMesh網格劃分

抽取后進行網格剖分,網格如圖所示:

cca4c686-b916-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

電池包整體有限元模型

如果網格質量較差,可使用網格優化工具進行優化:

ccb9c7fc-b916-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

cccd02ea-b916-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

左上角顯示不滿足要求的網格數量,不同質量的網格會以不同顏色顯示,紅色表示網格不滿足要求,必須重新劃分的部分,此時可點擊cleanup tools工具進行網格優化界面;

ccebbbe0-b916-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

網格優化界面有很多功能,常用的可使用smooth工具進行優化。

ccfde8c4-b916-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

在保存網格時必須在hypermesh里面創建屬性,創建的材料屬性可為空,但必須給零部件賦予屬性,否則導入abaqus后不會分為多個part,按照下列順序創建即可:

cd12b34e-b916-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

cd2e58b0-b916-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

在網格劃分完畢并建好連接后保存為inp格式文件

cd3fde6e-b916-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

三、Abaqus求解計算

在abaqus導入hypermesh保存的inp文件,并修改材料及屬性,如果抽取的是中面,需在定義里面旋則midsurface:

cd5dc730-b916-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

在step創建分析步并設置輸出內容:

cd7a96c6-b916-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

創建約束:

cd90169a-b916-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

更改單元類型,把單元類型更改為explict類型:

cdae359e-b916-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

后處理:

cdc4473a-b916-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

電池包整體結構應力云圖

cdd468cc-b916-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

吊耳應力云圖

cde7a176-b916-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

箱蓋應力云圖

cdfd0570-b916-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

箱體應力云圖

ce200ae8-b916-11ed-bfe3-dac502259ad0.png

焊點應力云圖

由仿真結果可知,材料的抗拉強度為550MPa,小于零部件最大應力,但焊點的應力值接近于,可采取增加焊點密度或者使用強度更高的焊接材料。

四、電池包結構仿真教程25講

在能源和環保的壓力下,新能源汽車無疑正越來越成為未來汽車的發展方向。在純電動汽車中,動力電池是重要的核心部件,在整車的制造成本中占有極高的比重。基于筆者多年電池和電機行業從業經驗,精通HyperMesh前處理及強度疲勞,散熱仿真分析,原創視頻課程《電池包結構仿真教程25講》持續更新加餐,希望能夠與同行互勉,共同進步,如有不當歡迎批評指正。

審核編輯 :李倩

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原文標題:電池包結構仿真:GB/T31467.3的隨機振動、沖擊擠壓碰撞跌落

文章出處:【微信號:sim_ol,微信公眾號:模擬在線】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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