【技贴】基于Ncode电池包随机振动疲劳分析!
本文摘要(由AI生成):
本文介绍了电池包振动疲劳分析的过程,包括频响分析和Ncode振动疲劳分析。频响分析采用Optisturct软件,施加载荷为单位加速度载荷g,激励频率范围为5-200Hz,创建XYZ三个方向的载荷步。Ncode振动疲劳分析包括创建PSD输入、连接模块、设置载荷选项和材料属性等步骤。最终得到最大损伤为0.04,1σ应力值为39.25,最大寿命为244.1次。整个分析流程可保存为标准的电池包振动疲劳分析流程,方便后续使用。
按照"GB/T31467.3-7.1振动"一条要求,蓄电池包需要在振动台上进行三个方向上振动试验,测试从Z轴开始,然后是Y轴,最后是X轴。每个方向的测试时间是21个小时。测试按下表中PSD值进行。
本文使用Ncode进行电池包随机振动疲劳分析。本Ncode疲劳分析流程中主要包括4个模块:1.频响分析FE结果,主要获得频响分析单元应力;2.PSD输入载荷,本文通过VibrationGenerator生成PSD载荷输入;3.疲劳分析求解模块,包括载荷、材料、求解设置等;4.疲劳分析结果显示,包括云图显示和数据显示。 振动有ZYX三个方向,按顺序进行,因此通过Ncode的dutycycle实现三个方向的按顺序分析计算并自动进行结果叠加。
第一步:进行频响分析
本文采用Optisturct对电池包进行频响分析。注意施加载荷为单位加速度载荷g(9810mm/s^2),激励频率范围和PSD激励范围一致,5-200Hz。需要创建XYZ三个方向的载荷步。
第二步:Ncode振动疲劳分析
1.将FE频响分析结果文件.op2拖到主界面窗口。
2.拖放Vibration on Input模块到主窗口,用于创建PSD输入。
4.双击Generator模块,按标准中X轴PSD值输入;
7.拖放Vibration on CAE Fatigue模块到主窗口;
8.右键VibrationAnalysis模块,点击Advanced Edit,在弹出的对话框中选择Yes;
9.选择左侧Loading下的载荷选项,在右侧Edit Loading中选择Loading Type为Duty Cycle,并确定Configuration Method为Interactive;
10.在LoadProvideDutyCycle中选择右键Add,选择Vibration Load provider,重复添加三次;s
11.重命名Vibration Load provider为x_axis_load 、 y_axis_load 、 z_axis_load;
12.重命名左侧Unattached Items中的Histogram Input为x_axis_psd,并拖放到Loading中x_axis_load项下;
13.在y_axis_load中右键Add Histogram,选择Histogram Input From Pipe,并重命名为y_axis_psd;
14.按以上方式添加z_axis_psd;
15.在LoadProviderDutyCycle中设置Repeat Count分别为75600,此处的1次count为1s,75600s即21h;
16.连接三个PSD载荷输入到VibrationAnalysis模块,按顺序连接;
17.右键VibrationAnalysis模块,点击Advanced Edit,在弹出的对话框中选择Yes,此时选择Yes可以将PSD载荷传递给VibrationAnalysis模块;
18.选择左侧的x_axis_load,在左侧的FRF项中,选择Load Case 1,点击箭头传递到右侧,拖放下侧的Available Loads中的x_axis_psd到右侧;按以上方式,分别设置y_axis_load和y_axis_load;
在Advanced中可以设置PSD载荷循环计数的方法,选择Dirlik;
19.右键Vibration模块,选择Edit Material Mapping;
20.设置材料属性,本例中选择抗拉强度400MPa的铝合金材料;
21.选择DataVal和FE Display拖放到主窗口,并和Vibration连接; 至此,整个振动疲劳分析流程都已经设置完成,保存整个流程后进行运算即可。
从结果来看,最大损伤0.04,该节点的1σ应力值为39.25,最大寿命为244.1次,即电池包振动实验每个方向各经历21小时后,可以循环244.1次。
电池包振动疲劳分析PSD载荷,求解设置基本是一致的,因此,可以保存此分析流程为标准的电池包振动疲劳分析流程,每次更细电池包频响分析结果文件即可完成振动疲劳分析。
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硕士
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CAE仿真负责人
个人著作《汽车NVH一本通》
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