1、新能源汽车电池包挤压分析的目的是采用 FEA 方法检验电池包是否可以满足国标对电池包挤压性能的要求,包括电池包在挤压过程中的结构变形、应力以及整体刚度等指标。本案例是利用 Abaqus2017 来建模以及求解。
2、分析过程把几何模型导入 Abaqus/CAE 之后,分别定义材料参数、截面属性并给各个部件赋予截面属性,定义装配体,划分网格等。电池包的上下表面分别加了刚体平面,其中一个是用来限制电池包的移动,另一刚体面是用来施加位移模拟电池包的挤压过程。材料参数如下:
3、1 创建分析步创建一个新的分析步 Step-1,Procedure type 为 General,求解器类型为 Dynamic, Explicit, 然后 Continue,设 Time period 为 0.01s,采用 Incrementation 的默认设置。为了加快计算速度,本模型采用质量缩放的方法。在 Mass scaling 选项中点击 Create,出现 Edit Mass Scaling选项,在 Type 勾选第二选项并填入相应参数,如下图。
4、2 建立接触在挤压过程中,电池包部件之间会发生接触,导致很强的非线性。Abaqus 不能自动识别接触,用户必须给予明确定义。1. 定义接触属性。在 Interaction 模块下,点击 Create Interaction Property, Name 为默认,Type 为 Contact,然后 Continue,在 Edit Contact Property 选 Mechanical – Tangential Behavior, Friction formulation 为 Penalty,Friction Coeff 为 0.1,如下图。
5、 定义接触。在 Interaction 模块下,点 Create Interaction, Step 选 Initial,Type for Selected Step 为 General Contact(Explicit),然后 Continue,Global property assignment 选之前定义好的 Contact property,如下图。
6、 根据模型需要,定义相关的点焊,连接关系以及耦合约束等等,如下图。
7、3 输出结果变量在 Step 模块,编辑 Field Output,输出应力、应变、位移、反力等。编辑 History Output,输出所有能量。再创建新的 History Output,输出焊接单元的力,如下图。
8、4 边界条件及载荷1. 完全约束电池包底部刚体平面(约束参考点的 6 个自由度),如下图。
9、 电池包的上表面刚体平面沿着 Z 轴负向加 10mm,约束其它自由度,如下图。
10、 创建 Amplitude,Type 为 Smooth step,第一行输入 0, 0,第二行输入 0.01, 1,如下图。并把这曲线作为位移加载曲线。
11、5 提交计算并查看结果1. Create Job 并 Submit。2. 计算完成后,查看计算结果。如应力云图、位移、反力等等。