動力電池包沖擊累積損傷研究.pdf

1、碩士學位論文動力電池包沖擊累積損傷研究I m p a c tC u m u l a t i v eD a m a g eR e s e a r c hf o rP o w e r B a t t e r yP a c k學 號： 圣! 叢幽完成日期： 2 0 1 6 - 0 4大連理工大學D a l i a n U n i v e r s i t y o fT e c h n o l o g y大連理工大學碩士學位論文摘 要對于電動汽車

2、動力電池包( P a c k ) 國家有嚴格的測試標準，其中安全性測試中機械沖擊測試要求P a c k 能夠承受垂直方向2 5 9 ，1 5 m s 的半正弦沖擊3 次。由于P a c k 產(chǎn)品的試驗成本高，試驗周期長，單純依靠試驗方法來檢驗P a c k 結(jié)構(gòu)能否滿足安全要求勢必會制約產(chǎn)品開發(fā)。因此，探索采用數(shù)值模擬方法研究P a c k 結(jié)構(gòu)在沖擊條件下的結(jié)構(gòu)損傷和累計機理，對于提高P a c k 的設(shè)計質(zhì)量，節(jié)約開發(fā)成本，縮短產(chǎn)品

3、研發(fā)周期是非常必要的。本文采用數(shù)值模擬與實驗相結(jié)合的方法，對P a c k 多次沖擊下結(jié)構(gòu)損傷和累積規(guī)律進行研究。首先，以L S ．D Y N A 軟件作為平臺，提出多次沖擊累積損傷數(shù)值模擬方法：先用顯式算法求解沖擊載荷作用下結(jié)構(gòu)的響應；用動力松弛方法求解得到結(jié)構(gòu)在沖擊載荷卸載后的變形、殘余應力、塑性應變；用完全重啟動方法實現(xiàn)損傷參量傳遞；用J o hn s o n ．C o o k 失效模型評估結(jié)構(gòu)損傷程度。其次，設(shè)計簡單的模型實驗同

4、時對實驗模型進行數(shù)值模擬，得到實驗模型的損傷的分布和累積規(guī)律，并通過比較實驗與數(shù)值模擬的結(jié)果驗證該累積損傷數(shù)值模擬方法的準確性。最后，使用該累積損傷數(shù)值模擬方法計算在三次沖擊下P a c k 結(jié)構(gòu)損傷的分布和累計規(guī)律，為結(jié)構(gòu)改進設(shè)計提供重要參考。實驗模型和P a c k 的數(shù)值模擬結(jié)果都表明：相同沖擊載荷作用下，第一次沖擊對結(jié)構(gòu)造成的損傷最大，后續(xù)的沖擊造成的損傷相對較小。結(jié)構(gòu)損傷呈對數(shù)函數(shù)式累計，前幾次沖擊的損傷累計速度較快，隨著沖擊