基于Ls-dyna电池包密封圈压缩仿真过程详解（附直播推荐）

一、背景介绍

动力电池系统上包含了许多密封结构，在雨季车辆过积水路面或者电池包热失控气体膨胀时均可能导致密封结构失效带来安全风险，已成为电池包密封结构面临的严峻问题。

Ls-dyna是一款以显示动力学分析为主的数值模拟软件，该软件内置了多种材料本构，对于不同工程应用场景均提供了丰富的解决方案。

二、解决方案

基于Ls-dyna密封圈压缩仿真通过输出密封圈压缩率可以有效识别评估电池包密封结构是否有失效风险。

三、仿真思路简述

1）密封圈压缩仿真需要考虑密封螺栓预紧过程，基于Ls-dyna的动态松弛关键字实现这一过程；

图1 创建螺栓截面关键字

图2 施加螺栓预紧力关键字

图3 动态松弛关键字

2）密封圈类型分两种，一种是完全不可压缩材料（如硅橡胶），另一种完全可压缩材料（如发泡材料），需要使用不同的材料本构进行模拟；

图4 完全不可压缩材料本构MATL27

图5 完全可压缩材料本构MATL57

3）密封圈压缩仿真会出现密封圈网格畸变导致仿真报错终止、主从刚度差异较大导致接触穿透等棘手问题，本人总结了许多操作技巧解决了网格畸变、接触穿透等问题：

a.根据密封圈的设计形式（开孔型、闭合型）分别采取不同的网格离散方式；

b.对于和密封圈接触的零部件不能进行过度的前处理简化；

c.密封圈材料不推荐使用全积分单元；

d.密封圈网格边界应小于其它施压零部件的网格边界；

e.采用SPH方法模拟密封圈压缩过程。

4）上述仿真思路将会在2024年11月26日技术邻直播中做详细展示，敬请期待，点击下方图片报名预约🔻

四、结果

图6 压块重力预紧密封垫被压缩(动态松弛法) 

图7压块受到推力与密封垫脱离接触

图8 动态松弛预紧转推力仿真过程

五、重要说明

上述仿真思路是本人基于Ls-dyna官方学习资料和试用版软件总结的，注意仅限于学习交流，请勿传播，请勿商用，违者必究。

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技术邻简介:

技术邻专注于工科技术社区，从最早的CAE技术社区（中国CAE联盟）发展而来，在CAE领域有20年的教学和咨询服务经验。

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