本文針對新能源汽車動力電池包的簡化結構，使用MeshFree軟件對其進行CAE仿真分析，并與傳統FEM軟件OptiStruct、Abaqus的分析結果進行對比。

  電池包的簡化結構如上圖，主要由模組、箱體支架、箱體托盤以及加強梁等部件組成。本文使用MeshFree軟件對電池包的三個項目進行分析（模態分析、自重工況分析、隨機振動分析），各分析約束部位均為電池包與車身連接螺栓。

  將電池包三維數據導入MeshFree，給各部件賦予材料（材料參數均為自己設置，未對應實際材料），使用自動接觸工具建立各部件的焊接接觸，并根據各個部件的基本尺寸，對其設置不同的結構化網格參數。

1.      模態分析

將前面的約束應用到模態分析工況中，并設置模態求解控制參數，得到MeshFree的一階模態結果為32.7 Hz：

  將同樣的三維模型用Hypermesh劃分網格，然后將網格模型分別用Optistruct和Abaqus兩個求解器計算，得到的一階模態分別為：Optistruct：32.5 Hz；Abaqus：31.7 Hz。具體結果可以參見附件文檔。

2.      自重工況分析

將前面的約束應用到線性分析工況中，并設置自重作為載荷：得到線性分析的最大位移為0.35 mm，發生在箱體托盤側邊；最大應力為19.8 MPa，發生在箱體托盤底部。

   Optistruct和Abaqus的具體結果可以參見附件文檔。

3.      隨機振動工況分析

   隨機振動工況是新能源動力電池GB里明確要求的項目，對整個電池包的疲勞耐久評判具有重要意義。

將前面的約束應用到的模態隨機響應工況中，并在與車身連接螺栓上設置1個重力加速度的掃頻激勵：

   然后設置模態隨機響應的分析控制參數，如下圖：

最后，按最新國標要求設置功率譜密度，如下圖：

MeshFree軟件分析后得到的結果如下：

Optistruct和Abaqus的具體結果可以參見附件文檔。

4.      結論與建議：

（1）本文主要目的是試用和體驗MeshFree軟件，將MeshFree與傳統FEM軟件從模態、靜力和隨機振動三個方面進行了對比分析，暫未對MeshFree計算精度進行詳細研究。由于時間倉促，文中操作如有不妥歡迎指正。

（2）MeshFree省去了網格前處理的大量工作，操作界面也比較人性化。另外，與傳統有限元軟件一樣，MeshFree的精度也與網格尺寸有較強的相關性。一個部件應該使用何種網格尺寸，對沒有CAE基礎的結構工程師來說，需要做一些收斂性分析。

（3）MeshFree目前尚不能進行電池包的擠壓、球擊等大變形的分析，期待后續的更新完善。

基于MeshFree的新能源電池包模態與強度分析.pdf