機械沖擊
關注創建者：君成序 創建時間：2019-06-12
機械沖擊的視頻教程
Abaqus 之 新能源電池包機械沖擊分析
1、通過對電池包機械沖擊分析，了解電池包在沖擊載荷作用下的應力分布情況，為電池包設計提供參考依據。 GBT 31467.3-2015 Z方向25g、15ms的半正弦波
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動力電池包結構CAE分析34講：Workbench LS-DYNA模態振動沖擊疲勞實戰
第26講：機械沖擊載荷譜加載載荷類型選取難點求解收斂性分析-上 第27講：機械沖擊載荷譜加載、載荷類型選取難點、求解收斂性分析(下) 第28講：隨機振動分析 第29講：跌落分析設置及跌落工具箱的使用（上） 第30講：跌落分析設置及跌落工具箱的使用（下） 第31講：NCODE疲勞分析模塊介紹及求解設置 第32講：NCODE求解結果 第33講：前置模態分析和諧響應分析 第34講：振動疲勞結果分析
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機械沖擊的實例教程
GB38031-2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》.pdf
新能源汽車電池系統機械沖擊試驗仿真
今年五月份，工業和信息化部門組織和制訂了三個有關電動汽車領域的強制性標準，并由國家市監局、標準委批準發布，實施日期定于明年元旦。其中GB38031-2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》里詳細介紹了PACK系統需要進行的試驗項。這里簡單介紹一下機械沖擊工況的仿真。
相比15年的標準，今年的標準在機械沖擊方面主要體現在沖擊次數、加速度與脈沖時間的變化上，加速度大小由25g變成7g，次數由3次變為6次，脈沖時間由15ms變成6ms。
箱體一般使用鋁合金形材，箱蓋SMC或者鈑金沖壓件，材料多選用24號（部分焊點100或剛體20號），模組等可適當簡化，掛耳孔一般做剛體內套，作為加速度施加位置，建立機械沖擊分析有限元模型。
視具體情況使用質量縮放以及計算機核數，適當調用虛擬內存，注意控制輸出力曲線、能量曲線等供分析，提交計算，輸出機械沖擊動畫、云圖、能量曲線：
通過判斷部件塑性應變有沒有超過材料延伸率判斷結構的可靠性，保證蓄電池包無泄漏、外殼破裂、著火或爆炸等現象。
個人水平有限，如有錯誤，歡迎指正。
個人原創，轉載請注明出處，謝謝。
附件為大家提供國標GB38031-2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》，有興趣可下載查閱。
展開 考慮預應力的機械沖擊分析 ￥10
如果在工程上不確定預應力對機械沖擊的影響程度，則不可忽略預應力，否則很可能得到錯誤的結果。
3. 對螺栓連接進行簡化處理時，關鍵區域不可簡化處理。對電池包而言，模組端板與電池包鈑金之間的長螺栓，電池包與車身安裝點處的螺栓需精確建模并加載預緊力處理。
后續會繼續推出各種電池包仿真分析的探討，歡迎關注微信公眾號：共享CAE
機械沖擊
行業內常用標準：材料的屈服強度、屈服強度+2%塑性應變、抗拉強度
工況解讀：機械沖擊仿真是模擬整車行駛過程中遇到的溝坎等偶發瞬時載荷，需滿足整車生命周期（10~20年）范圍內正常使用
相比于隨機振動的持續性，機械沖擊具有偶發性、瞬時性，機械沖擊發生后電池包需要繼續正常工作。如果機械沖擊導致材料發生塑性變形，會改變電池包的機械性能，影響后續使用。因此，嚴格上講，機械沖擊過程材料所受最大應力不能超過屈服強度，其核心思想是材料需要繼續正常工作，必須保持在彈性范圍內。
擠壓
行業內常用標準：材料的抗拉強度、侵入30%或100kN擠壓力時不起火不爆炸
工況解讀：擠壓仿真模擬整車受到碰撞所受載荷，屬于客戶濫用工況，只需滿足一次性安全防護即可
相比于隨機振動、機械沖擊的長期服役要求，擠壓只需滿足一次性載荷即可。擠壓發生后，電池包發生肉眼可見的變形，即使能夠電池包還能夠正常工作，電池包都會報廢處理，以應對不可預測風險。因此，電器件材料允許發生變形，不允許超過抗拉強度，超過抗拉強度會有斷裂短路風險；箱體橫縱梁等非電器件允許超過抗拉強度，允許發生斷裂失效，但不能造成電器件熱失控。其核心思想是材料可以變形失效，一次性擠壓不發生起火爆炸即可。
綜上所述，無論是什么工況，制定判斷標準的核心思想都是根據使用場景，使用壽命確定。因此，同學們只需要以不變應萬變，未來有新的標準新的工況，都可以有理有據的制定判斷標準，而不再是人云亦云。
最后，也請同學們記住，判斷標準適用一般情況，通過判斷標準能規避99%的安全風險就是好標準，就像10^7可以被認為無限壽命一樣，規避99%也可以被認為是完美標準，因為沒有真正的無限壽命，也沒有真正的完美標準。
展開 25個實例模型課程中人手一機操作指導
1、新能源汽車動力鋰電池結構安全性能仿真
案例01：車輛極限行駛工況下電池包強度分析案例
案例02：電池包振動特性仿真案例（基于GB/T31467.3-2015振動測試）
案例03：電池包擠壓仿真案例（基于GB/T31467.3-2015擠壓測試）
案例04：電池模組擠壓仿真案例（基于GB/T31467.3-2015擠壓測試）
案例05：電池包機械沖擊仿真案例（基于GB/T31467.3-2015機械沖擊測試）
案例06：車輛碰撞工況下電池包強度仿真案例（基于GB/T31467.3-2015模擬碰撞測試）
案例07：電池包跌落仿真案例（基于GB/T31467.3-2015跌落測試）
2、新能源汽車動力鋰電池熱管理性能仿真
案例08：電池模組瞬態熱分析案例
案例09：電池包瞬態熱分析案例
案例10：電池包自然散熱分析案例
案例11：電池包強制風冷散熱分析案例
案例12：電池模組電熱耦合仿真案例
案例13：電池包水冷壁流場仿真案例
案例14：電池包冷卻系統匹配案例
案例15：電池包加熱系統匹配案例
3、儲能系統鋰電池結構安全性能仿真
案例16：電池包振動仿真案例（基于UN38.3測試標準）
案例17：電池包機械沖擊仿真案例（基于UN38.3測試標準）
案例18：車輛極限行駛工況下的電池機架強度分析案例
案例19：電池機架振動仿真案例（基于公路運輸標準）
案例20：電池機架機械沖擊仿真案例（基于公路運輸標準）
案例21：電池機架吊裝工況強度分析案例
案例22：儲能集裝箱箱體吊裝工況強度分析案例
案例23：儲能集裝箱箱體吊裝時意外跌落仿真案例
4、儲能系統鋰電池熱性能仿真
案例24：電池包熱仿真案例
案例25：儲能系統熱仿真案例
展開 3 機械沖擊仿真
機械沖擊測試模擬車輛以較高速度通過障礙物或坑洼時電池包受到的沖擊，試驗裝置如圖3所示。
圖3 機械沖擊測試裝置
機械沖擊測試只考慮Z向載荷，正負Z向各進行6次持續時間為6ms的半正弦沖擊，規定沖擊加速度峰值為7g，容差上限為8.05g，下限為5.95g。
按報批稿規定，電池包在沖擊試驗后不發生泄漏、外殼破裂、起火或爆炸即算合格。實際上這種沖擊工況發生后，用戶有很大可能性不更換電池包而是繼續使用，所以考察標準應適當加嚴，應要求電池包在沖擊試驗后無破損和可見變形、系統功能正常，內部結構無損壞，無安全隱患。對于仿真分析，建議目標值設置為殼體材料等效塑性應變<0.2A，其中A為斷后延伸率。
機械沖擊仿真分析比較簡單，采用Ls-dyna等顯式有限元軟件，將電池包有限元模型約束到一剛性體上，在剛性體上施加加速度波形即可。
機械沖擊試驗要求的加速度峰值為7g，即使按照容差上限，最大也不超過8.05G，但實際車輛在沖擊路沿、高速過坎、通過深坑時，即使有懸架緩沖，電池包的加速度峰值也經常會超過十幾個g。所以建議測試和仿真都將沖擊載荷適當放大，采用峰值20g持續時間為6ms的半正弦加速度波形。如圖4所示。
圖4 報批稿規定的沖擊波形和本文建議波形
4 模擬碰撞仿真
模擬碰撞測試用來再現整車發生正面、后面或側面高速碰撞時電池包的響應，試驗裝置如圖5。
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與 NDIR式氣體傳感器相比，半導體式氣體傳感器在面對機械沖擊、振動和粉塵環境時具有更強的抗干擾能力。內置氣體傳感器所采用的專有濾層技術，有效降低了干擾氣體的影響。因此，TGS2630非常適用于新式制冷劑的泄漏檢測。
環境測試模擬溫度、濕度等應力條件；機械測試評估振動、沖擊等機械應力下的性能；壽命測試則通過加速老化方式預測產品壽命。這些測試共同構成了一個全面的可靠性評估體系，確保光模塊在各種應用場景下的穩定運行。從產品開發流程來看，可靠性驗證通常處于工程驗證（EVT）后期至設計驗證（DVT）階段，是產品正式量產前的關鍵環節。
部分測試增加交變濕熱+機械沖擊復合試驗，模擬溫濕度與沖擊疊加影響，快速溫變測試模擬晝夜溫差，評估光學、電氣性能變化，保障溫度波動時功能正常。
在風電設備測試、工程機械總裝、重型工裝定點等工業場景中，T型槽鐵地板常年面臨重載沖擊、高頻振動、多工況切換等“狠活”挑戰。越是嚴苛的作業環境，越能凸顯其核心價值——始終穩定“拿捏”精度與承重雙重核心需求。作為工業基礎裝備的“硬核擔當”，T型槽鐵地板為何能在端工況下保持穩定？本文結合T型槽鐵地板、鑄鐵T型槽地板、重型T型槽鐵地板、高精度鐵地板、T型槽地基板等高頻關鍵詞，深解析其精度與承重的核心保障邏輯
? 保護組件：電動車和行動裝置，尤其是高功率組件，通常會受到機械震動或沖擊的影響。因此會針對這些材料提供額外的防護，降低損壞風險。
機械應力測試：包括振動測試（模擬不同路況）、機械沖擊測試、表面硬度測試（抗刮擦）、落球測試等。
耐久性測試：對物理按鍵（如有）和觸控屏進行數十萬次的重復按壓/點擊測試，評估其磨損壽命。
化學耐受性：測試屏幕對日常接觸物如防曬霜、清潔劑、汗液等的抵抗能力。
陽光模擬與熱管理：在強光輻照下測試屏幕溫升、顯示性能以及是否因過熱導致降亮度或關機，評估其散熱設計。
5.
? 保護組件：電動車和行動裝置，尤其是高功率組件，通常會受到機械震動或沖擊的影響。因此會針對這些材料提供額外的防護，降低損壞風險。
傳統方法
新能源適配方法
測試標準
環境測試
溫濕度循環
增加電池熱失控模擬
GB/T 31467.3
振動測試
機械振動
電池包機械沖擊
機械振動與沖擊測試： 模擬車輛行駛在顛簸路面時的振動和意外沖擊，確保屏幕內部結構、連接器和焊點牢固。
耐刮擦與硬度測試： 測試屏幕表面涂層的抗刮擦能力（如鉛筆硬度），確保在日常使用中不易留下劃痕。
4. 功能與兼容性測試
系統交互測試： 測試屏幕與車機系統、CAN/LIN總線、各類傳感器（如光線傳感器）的通信與協同工作是否正常。
這種有機硅樹脂能更有效地保護電子元件免受環境暴露、熱應力和機械沖擊，灌封工藝常用于 EV 電池、LED 驅動器、工業傳感器等對防護要求高的產品。
在工藝操作上，Inspire PolyFoam 支持定點和移動注射兩種方式，滿足不同生產場景需求。更值得一提的是，它能精準預測 PCB（印刷電路板）底部的空氣滯留問題以及熔接線的產生。
