动力电池！半圆柱挤压工况的仿真研究

00 背景

    在新能源动力电池的结构仿真分析中，球击工况和挤压工况仿真都属于动力学分析，但并不适合采用ANSYS Mechanical的瞬态结构分析模块，因为这两种工况属于局部作用，会导致局部变形较大，采用瞬态结构分析模块会出现网格畸变导致收敛困难而无法完成。必须采用显式动力学分析，本文使用LS-DYNA研究挤压工况的一些分析要点。

01 导读

    在新能源动力电池的结构仿真分析中，有一个半圆柱挤压工况。本文以此为蓝本，建立一个简单的挤压案例。目的在于讨论以下三个问题：

    1）六面体网格和四面体网格对分析结果的影响；

    2）半圆柱和被挤压对象存在初始间隙对分析结果的影响；

    3）四面体网格尺寸对分析结果的影响

02 几何模型

几何模型如下图所示，刚性半圆柱挤压平板。

03 材料模型

本文使用到的所有材料参数如下。

    线性强化弹塑性。

04 网格划分

    网格的整体和局部如下图所示。

05 分析条件

约束长方体左右两侧，刚性半圆柱只允许垂直向下移动，施加垂直向下载荷10000N。

06 仿真分析

06.1 六面体网格，零距离

    位移和塑性应变结果

06.2 六面体网格，小间隙

    位移和塑性应变结果

06.3 四面体网格，零距离

    位移和塑性应变结果

06.4 四面体网格，小间隙

    位移和塑性应变结果

06.5 四面体网格，负距离

    位移和塑性应变结果

06.6 四面体网格，零距离

    位移和塑性应变结果

06.7 四面体网格，零距离

    位移和塑性应变结果

    总结:

    1）对比06.1与06.3；06.2与06.4；表明分析结果对网格类型敏感，三层四面体网格的分析精度仍然不足。

    2）对比06.1与06.2；06.3与06.4与06.5；表明分析结果对初始距离不敏感。

    3）对比06.3与06.6与06.7；表明分析结果对四面体网格尺寸敏感，网格尺寸越大，结果越偏小，甚至不能正确反应最大应变位置。