新能源电池包或模组模态分析及随机振动分析

之前录制了视频记录怎么在软件中设置计算电池包的模态和随机振动分析,现在同时用文章记录下相关的一些知识点。

备注:视频地址在网易云课堂,名称为《新能源整车电池包CAE仿真教程》

链接为新能源整车电池包CAE仿真教程 - 网易云课堂

因为随机振动结果是以模态结果进行计算的,所以后面没有特殊情况,我都用模态分析来描述。

材料模块

模态分析不考虑材料的抗拉屈服等数值,故该值输入与否影响不大;

对于泡棉等材料,需要输入弹性模量、泊松比等弹性参数,不能使用测试的材料数据曲线;

备注:这里补充一下泡棉的建模,因为泡棉弹性模量一般设置的很小,比如0.1MPa,这样泡棉的网格就不能划分多层,建议只划分一层,否则模态计算的时候,很有可能会出现很多泡棉的模态。

载荷步模块

因随机振动是需要计算3个方向的,在一个Inp文件里面可以同时设置好,计算结果不会有影响


相互关系模块

在进行模态分析时,需要对结构的网格模型进行检查,因为模态分析不会考虑结构的接触关系,因此不必设置通用接触,如果设置了通用接触,则两部件正好贴合在一起,则系统会默认两个部件绑定在一起,如果部件较多,则会花费很多时间在查查找绑定中,故不建议设置通用接触,最好是在前处理中就把部件的接触关系设置好。

连接模型时可能会存在以下问题:

1、有些部件是通过装配间隙来固定或安装的,导致此时模型连接关系好不好处理,比如两个部件中间夹了一个部件

这种情况下一般只能是对这几个部件设置绑定,连接关系会比原状态更强

2、某些零件是放在某些部件上,起着支撑作用,但是相互之间又没有完全固定死

这种情况和上面的比较像,如果零件没有和其他部件有绑定连接,则必须设置其和部件的绑定连接;如果零件和其他部件有连接关系,那么放置的这种情况可以考虑不创建绑定连接

3、两个零件之间使用泡棉连接,泡棉之和一边绑定,泡棉自身被零件压缩,或者零件被其他部件压住

此情况类似带预应力的模态分析,但是预应力不太好施加或定义,此分析虽可用绑定关系连接计算,但发现计算模态会和试验情况相差较大,暂无很好的处理方式

连接关系设置时,如果不注意也可能会产生一些问题:

1、一个节点做了多次从面

abaqus中绑定接触,同一个节点只能做一次从面,可以做多次从面;coupling中的从节点也是,不能再做从面,只能作为主面和其他面绑定

2、需要注意coupling的耦合点是否有连接空点,连接了空的部件也会报错

3、abaqus中的tie接触,最好勾选不调整节点和设置查找距离,不然很有可能会报网格畸形错误,或连接失效。指定距离该值设置最好能保证主从面在该值之内都能找到对应的点

计算结果

此外对于模态阶数的计算,需要保证主模态出现在计算的阶数之内,也就是各阶模态参与质量之和要在总质量的80%-90%以上,这样才能保证后面计算的随机振动结果准确性。

.dat文件中的effective mass,一般为Z方向,需要占总重量的80-90%以上

附注:分析过一个数模,算了不同模态阶数,算的模态阶数越少,质量占比越少,可能丢失的模态数就会越多,所以建议计算的时候关注一下模态计算的质量占比总质量

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