动力蓄电池包冲击累积损伤数值模拟研究.docx

2017年6月机械科学与技术

June2017

第36卷第6期

MechanicalScienceandTechnologyforAerospaceEngineeringVol．36No．6

DOI:

10．13433/j．cnki．1003－8728．2017．0619

动力蓄电池包冲击累积损伤数值模拟研究

林久标，屈福政

(大连理工大学机械工程学院，辽宁大连116024)

摘要:分析了车用电池包(Pack)在多次冲击载荷作用下的累积损伤。应用Hypermesh建立了

Pack

的有限元模型，使用LS_DYNA显式求解器求解了冲击载荷作用下Pack结构的动态响应，得到冲

击载荷作用下Pack结构的vonMises应力和塑性应变分布情况及最大值，然后采用LS_DYNA重起

动技术实现损伤状态参量传递，进而实现考虑初始损伤结构在多次冲击载荷作用下的应力状态及

塑性应变累积分析，最后采用Johnson-Cook失效模型评估了结构损伤，得到Pack结构损伤的分布

。

关键词:电池包;冲击载荷;累积损伤;仿真

中图分类号:TH114文献标识码:A文章编号:1003-8728(2017)

06-0938-05

NumericalSimulationofImpactCumulativeDamage

forPowerBatteryPack

LinJiubiao，

QuFuzheng

(SchoolofMechanicalEngineering，DalianUniversityofTechnology，LiaoningDalian116024，China)

Abstract:

Thecumulativedamageofvehiclebatterypackunderrepeatedimpactloadswasanalyzed．Thefinite

elementmodelofthepackwasbuildwithHypermeshsoftware，

thedynamicresponsesofthepackstructureunder

impactloadwerecalculatedbyusingLS-DYNAsoftware．ThedistributionandthemaximumvonMisesstressand

plasticstrainofthepackstructureunderimpactloadwereobtained．TherestartingtechniqueofLS－DYNAsoftware

wasadoptedtotransmitthedamageparameters，

hencethecumulativeanalysisofstressandplasticstrainofthe

structureunderrepeatedimpactloadcanbeobtained．Finally，

thedistributionofdamageofthepackstructurecan

beachievedwithJohnson-Cookfailuremodel，

whichcanserveasanimportantreferencefortheimprovingdesignof

thestructure．

Keywords:batterypack;impactload;cumulativedamage;

simulation

对于电动汽车动力蓄电池包(Pack)国家有严计机理，对于提高Pack的设计质量，节约开发成本，

格的测试标准，其中安全性测试中机械冲击测试要缩短产品研发周期是非常必要的

。

求对Pack施加垂直方向25g，15ms的半正弦冲击目前分析多次冲击响问题及结构损伤问题的方

［］

1

3次。由于

Pack产品的试验成本高，试验周期

法主要有两种方法:

长，单纯依靠试验方法来检验Pack结构能否满足安1)实验方法———众多冲击及损伤问题研究都

全要求势必会制约产品开发。因此，探索采用仿真

［

2-3

］，对数据进行综合分析得出经验

是过结构实验

方法研究Pack结构在冲击条件下的结构损伤和累公式，再结合动力学理论对工程问题加以研究。但

收稿日期:

2016-01-22

基金项目:国家自然科学基金项目资助

作者简介:林久标(1989－)，硕