Abaqus与Dyna电池包冲击分析结果对比

模型设置对比

电池包模型

计算结果对比

对比一：Dyna中不同积分方式及积分点数量对比
Dyna中壳单元积分方式有2种，一种为默认的高斯积分方式，代数精度为2n-1；另一种改进的高斯积分方式Gauss-Lobatto，代数精度为2n-3。所以对于单元形函数阶次在3以下的单元，高斯积分在壳单元厚度方向上2个积分点已经能满足精度要求，而Gauss-Lobatto则需3个以上积分点才能满足精度要求。需要注意的是，这里的精度仅是积分点位置上的数值精度，而对于壳单元，我们更关注的是壳单元上下表面的数值精度。

不同积分方式积分点位置

对于弹性问题，采用默认积分点数基本能满足精度要求。
对于弹塑性问题，由于壳单元厚度方向上不再是线性变化，需要更多积分点数来描述壳单元厚度方向上的弹塑性变化状态，一般需至少5个积分点才能保证计算精度。

在同样采用2号壳单元类型的情况下，分别采用壳单元厚度方向默认的积分点2+高斯积分，5积分点+高斯积分，5积分点+改进的高斯积分Gauss-Lobatto进行对比。

计算结果

2积分点与5积分点对比（虚线为2积分点）

Gauss 与Gauss-Lobatto积分点对比

由计算结果可知：
对于本例而言，采用默认的2积分点最大值虽然与5积分点差别不大，但是局部应力曲线差别很大。对于5积分点而言，Gauss积分与Gauss-Lobatto积分差别不大，但由于Gauss-Lobatto积分点最外层在壳表面，所以结果更精确。

对比二：不同求解器的结果对比

位移结果动画

计算结果

能量曲线对比

Dyna能量曲线

Abaqus能量曲线

为了更好的解读计算结果，我们先查看钣金件的材料曲线

塑性段材料曲线

由计算结果可知：
1. Dyna中减缩积分单元类型2和全积分单元16结果相差较大。16号单元加上沙漏类型8可以很好的处理单元扭曲变形的问题；2号单元由于采用面内单点积分，计算速度很快，对于大变形问题的计算最稳定，但对于单元扭曲变形非常敏感，计算精度相对较差。所以推荐使用单元类型16，这也是各主机厂通常使用的单元类型。
2. Abaqus减缩积分S4R和全积分S4位移结果基本完全一致，单元应力应变结果相近（减缩积分应力应变偏小），而全积分S4外推到节点的应力应变值差异很大，而且外推后应力应变不再满足材料本构关系（应力340MPa对应的塑性应变为8%）。所以推荐使用整体S4R+局部关心区域S4的方式进行建模，这样可以兼顾计算速度和计算精度，当然结果处理不要用外推到节点的应力应变。
3. Dyna中16号单元与Abaqus中S4的应力应变结果相近，误差最大的反而是位移。能量曲线趋势一致，但数值上相差较大，可能是由于各自的接触算法和单元理论假定的不同导致。

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