模型設(shè)置對比

電池包模型

計(jì)算結(jié)果對比

對比一：Dyna中不同積分方式及積分點(diǎn)數(shù)量對比
Dyna中殼單元積分方式有2種，一種為默認(rèn)的高斯積分方式，代數(shù)精度為2n-1；另一種改進(jìn)的高斯積分方式Gauss-Lobatto，代數(shù)精度為2n-3。所以對于單元形函數(shù)階次在3以下的單元，高斯積分在殼單元厚度方向上2個(gè)積分點(diǎn)已經(jīng)能滿足精度要求，而Gauss-Lobatto則需3個(gè)以上積分點(diǎn)才能滿足精度要求。需要注意的是，這里的精度僅是積分點(diǎn)位置上的數(shù)值精度，而對于殼單元，我們更關(guān)注的是殼單元上下表面的數(shù)值精度。

不同積分方式積分點(diǎn)位置

對于彈性問題，采用默認(rèn)積分點(diǎn)數(shù)基本能滿足精度要求。
對于彈塑性問題，由于殼單元厚度方向上不再是線性變化，需要更多積分點(diǎn)數(shù)來描述殼單元厚度方向上的彈塑性變化狀態(tài)，一般需至少5個(gè)積分點(diǎn)才能保證計(jì)算精度。

在同樣采用2號殼單元類型的情況下，分別采用殼單元厚度方向默認(rèn)的積分點(diǎn)2+高斯積分，5積分點(diǎn)+高斯積分，5積分點(diǎn)+改進(jìn)的高斯積分Gauss-Lobatto進(jìn)行對比。

計(jì)算結(jié)果

2積分點(diǎn)與5積分點(diǎn)對比（虛線為2積分點(diǎn)）

Gauss 與Gauss-Lobatto積分點(diǎn)對比

由計(jì)算結(jié)果可知：
對于本例而言，采用默認(rèn)的2積分點(diǎn)最大值雖然與5積分點(diǎn)差別不大，但是局部應(yīng)力曲線差別很大。對于5積分點(diǎn)而言，Gauss積分與Gauss-Lobatto積分差別不大，但由于Gauss-Lobatto積分點(diǎn)最外層在殼表面，所以結(jié)果更精確。

對比二：不同求解器的結(jié)果對比

位移結(jié)果動(dòng)畫

計(jì)算結(jié)果

能量曲線對比

Dyna能量曲線

Abaqus能量曲線

為了更好的解讀計(jì)算結(jié)果，我們先查看鈑金件的材料曲線

塑性段材料曲線

由計(jì)算結(jié)果可知：
1. Dyna中減縮積分單元類型2和全積分單元16結(jié)果相差較大。16號單元加上沙漏類型8可以很好的處理單元扭曲變形的問題；2號單元由于采用面內(nèi)單點(diǎn)積分，計(jì)算速度很快，對于大變形問題的計(jì)算最穩(wěn)定，但對于單元扭曲變形非常敏感，計(jì)算精度相對較差。所以推薦使用單元類型16，這也是各主機(jī)廠通常使用的單元類型。
2. Abaqus減縮積分S4R和全積分S4位移結(jié)果基本完全一致，單元應(yīng)力應(yīng)變結(jié)果相近（減縮積分應(yīng)力應(yīng)變偏小），而全積分S4外推到節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力應(yīng)變值差異很大，而且外推后應(yīng)力應(yīng)變不再滿足材料本構(gòu)關(guān)系（應(yīng)力340MPa對應(yīng)的塑性應(yīng)變?yōu)?%）。所以推薦使用整體S4R+局部關(guān)心區(qū)域S4的方式進(jìn)行建模，這樣可以兼顧計(jì)算速度和計(jì)算精度，當(dāng)然結(jié)果處理不要用外推到節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力應(yīng)變。
3. Dyna中16號單元與Abaqus中S4的應(yīng)力應(yīng)變結(jié)果相近，誤差最大的反而是位移。能量曲線趨勢一致，但數(shù)值上相差較大，可能是由于各自的接觸算法和單元理論假定的不同導(dǎo)致。

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