[发明专利]一种基于ANSYS对热电池支耳抗冲击性能的模拟分析方法

说明书

本发明涉及一种基于ANSYS对热电池支耳抗冲击性能的模拟分析方法，其中，包括：采用NX建模软件建立热电池三维仿真模型，热电池内电堆模型简化为圆柱模型；将热电池三维仿真模型载入ANSYS workbench软件中Transient structural模块，对热电池模型进行材料定义以及热电池盖体进行面印记分割；对建立接触关系的热电池三维仿真模型进行网格划分并设置边界条件，其中边界条件设置包括设置热电池固定点、设置冲击时间步长、设置冲击量值以及设置冲击方向；进行仿真计算得到热电池的应力分布云图以及热电池冲击过程中的各部件变形情况，并根据计算结果对热电池薄弱点进行优化加固设计。

技术领域

本发明属于热电池技术领域，特别涉及一种基于ANSYS对热电池支耳抗冲击性能的模拟分析方法。

背景技术

热电池作为武器电源系统的一次贮备电源，其不仅满足武器弹载电源要求的电性能指标要求，还需满足武器系统苛刻的抗冲击过载要求。目前，考核热电池抗冲击过载性能的试验方法主要通过冲击试验台完成。考虑到安全因素，此方法通常是将待试验的热电池先固定于特定的试验工装内，再将固定有热电池的试验工装固定于冲击试验台的冲击作用部件上；然后按照热电池的冲击参数，对试验台进行程序设定来完成冲击试验。带工装完成抗冲击过载性能考核，一方面加大了热电池的重量，二是冲击试验台直接接触点是工装并非热电池。在热电池实际安装使用时，并不带试验工装安装。冲击试验台对带工装热电池的抗冲击过载性能考核与热电池在武器系统中的实际过载力存在一定偏差，同时不利于研发过程中热电池结构设计缺陷的暴露。

发明内容

本发明一种基于ANSYS对热电池支耳抗冲击性能的模拟分析方法，用于解决上述热电池支耳抗冲击性能考核技术及手段存在的问题。

本发明一种基于ANSYS对热电池支耳抗冲击性能的模拟分析方法，其中，包括：采用NX建模软件建立热电池三维仿真模型，热电池内电堆模型简化为圆柱模型；将热电池三维仿真模型载入ANSYS workbench软件中Transient structural模块，对热电池模型进行材料定义以及热电池盖体进行面印记分割；对建立接触关系的热电池三维仿真模型进行网格划分并设置边界条件，其中边界条件设置包括设置热电池固定点、设置冲击时间步长、设置冲击量值以及设置冲击方向；进行仿真计算得到热电池的应力分布云图以及热电池冲击过程中的各部件变形情况，并根据计算结果对热电池薄弱点进行优化加固设计。

根据本发明基于ANSYS对热电池支耳抗冲击性能的模拟分析方法的一实施例，其中，盖体和壳体之间、壳体和支耳之间接触设置根据实际焊接类型进行设置。

根据本发明基于ANSYS对热电池支耳抗冲击性能的模拟分析方法的一实施例，其中，支耳数量设置为1～6个。

根据本发明基于ANSYS对热电池支耳抗冲击性能的模拟分析方法的一实施例，其中，支耳厚度为0.1～10mm。

根据本发明基于ANSYS对热电池支耳抗冲击性能的模拟分析方法的一实施例，其中，支耳在热电池壳体焊接位置为热电池盖体顶部、热电池壳底、壳体中部或壳体顶部。

根据本发明基于ANSYS对热电池支耳抗冲击性能的模拟分析方法的一实施例，其中，支耳在热电池上安装2个或2个以上时，支耳之间的夹角为30～180°。

根据本发明基于ANSYS对热电池支耳抗冲击性能的模拟分析方法的一实施例，其中，热电池壳体材料、盖体材料以及支耳材料选择不锈钢材质或铝合金材质。

根据本发明基于ANSYS对热电池支耳抗冲击性能的模拟分析方法的一实施例，其中，热电池的电堆圆柱模型与实际热电池电堆质量和电堆质心位置相同。

根据本发明基于ANSYS对热电池支耳抗冲击性能的模拟分析方法的一实施例，其中，热电池盖体面印记以电池盖体厚度为1mm～5mm，熔深深度为0.1mm～1mm时，将盖体侧面划分为熔焊部分和未熔焊部分两部分。