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实例|电池包静态冲击及不同求解器分析对比
1、背景及意义
汽车在行驶过程中会受到各种冲击载荷的作用，如道路不平、过减速带、拱桥等。电池包作为动力系统并作为整车主要的承载部件，其强度影响着整车安全性能。因此在电池包结构设计中，需考虑电池包机械冲击工况。动态冲击工况对应的国标为GB/T31467.3－2015《电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统第3部分：安全性要求与测试方法》。本文主要讲解静态冲击。
静态冲击工况应用静力学分析，其计算效率较高，根据仿真结果可对其结构性能进行预测以达到改进优化设计方案的目的。
在企业中此工况应用较少，现状多以国标为标准。
2、应用的软件
应用hypermesh软件进行前处理，应用optistruct和abaqus软件进行分析对比。
3、分析流程
3.1 前处理
针对网格划分及模型的简化处理应根据不同的分析工况及关注点进行合理简化。
3.2 前处理基本要求
1、对于电池包上的钣金件，抽中面画成2D网格，尽量减少三角形的数量，尽量不要出现三角形单元相邻；
2、保留主要的几何型线，网格要与几何保持良好的贴合；
3、对于横跨纵向中心面的部件，用纵向中心面把它分割成两部分，对称部件以及对称结构要求对称网格；
4、板架、实体连接等铸件采用solid单元模拟；
5、每个零件的单元法向必须一致；
6、每个零件的单元应连续，自由边只能出现在零件的实际边界上；
7、整个网格模型不允许出现初始穿透。
3.3 1D网格质量
1D单元主要包括刚性单元、弹簧阻尼单元等。检查项目包括：
1、free 1d’s1D 检查单元是否存在自由端；
2、rigid loops 检查刚性单元是否形成环；
3、dependency 检查刚性单元是否有双重依赖性。
3.4 2D单元
单元基本尺寸可用5mm划分
2D网格检查界面：
3.5 模型简化方式
模型简化需根据不同分析工况进行合理简化，此部分根据案例模型简单介绍。
1、螺栓的处理
在hypermesh中用刚性单元进行连接。在optistruct求解器中单元类型为rb2，在abaqus求解器中单元类型为COUP—KIN，亦可用TIE。
螺栓位置如上
简化成刚性连接
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