Altair OptiStruct’ta Batarya Modülü Analizi
Giriş
Büyük sonlu eleman modelleri tipik olarak birçok eleman ve node’dan oluşur. Sonlu eleman modelinin boyutunu ve karmaşıklığını azaltmanın yollarından biri, Altair OptiStruct‘taki “Parts and Instances (PI)” özelliğini kullanmaktır. PI yöntemi, bağımsız olarak oluşturulmuş alt yapıları veya parçaları tek bir modelde birleştirmek için kullanılır. Örneklerin (Instances) konumları, global parça(lar)ın veya bağımsız alt yapıların ötelemeleri ve dönmeleri kullanılarak tanımlanır. PI yöntemi, bağımsız altyapıdaki değişikliklerin otomatik olarak bağımlı örneklere taşınmasına izin vermenin yanı sıra, farklı ekiplerin nihai sonlu eleman modeline monte edilebilecek bağımsız altyapılar üzerinde çalışması için modüler bir ortam sağlar.
Modelin oluşturulması
Şekil 1, 7 x 13 dizisinin bir montajını oluşturmak için 90 kez örneklenen 1 hücrenin sonlu eleman modelini göstermektedir. Model, örneklenebilen tekrar eden kısım olan Batarya hücresi ve Modülün tekrar etmeyen kısımları olan Modül kapağı ve bar’dan oluşmaktadır. Modelin boyutu, birkaç basit numaralandırma gereksinimi izlenerek küçültülür.
Final .fem dosyasını oluşturma işlemi Şekil 2’de gösterilmiştir. Farklı include dosyaları için ekran görüntüleri, batarya hücresinin 2 örneğini gösterir. Bu, farklı include dosyalarıyla birlikte çalıştırılması gereken .fem dosyasıdır.
Simülasyon ve sonuçlar
Bu çalışmanın birincil amacı, Altair OptiStruct‘taki PI yeteneklerini statik ve doğrusal dinamik çözümlerde göstermektir. Analizi çözümü için Altair Optistruct 2021.2 kullanılmıştır. Out dosyası, Şekil 3’te görüldüğü gibi model bilgilerini göstermektedir. Bu tür bir yaklaşım, yüksek kaliteli batarya modülü sonlu eleman modellerinin 8 milyondan fazla elemanı içeren elektrikli araç (EV) devrimi nedeniyle bugün her zamankinden daha alakalıdır. PI yaklaşımı, modelleme süresini ve model boyutunu önemli ölçüde azaltabilir.
İlk analiz isteği (loadcase), 0 ile 300 Hz arasında doğal frekanslar sonuçları için modal analizdir. Sonuçlar Şekil 4’te gösterildiği gibidir.
İkinci analiz isteği (loadcase) , tüm tertibata 130 derecelik bir sıcaklık yükü ile bağlantılı olarak batarya modülünün üst yüzeyine uygulanan 0,5 MPa’lık bir basınç yükünü içerir. Şekil 5, Tam montajdaki yer değiştirme ve stres değerlerini göstermektedir.
Sonuç
PI yöntemi, modelleme yükünü ve süresini azaltan basit dönüşümler kullanarak bir sonlu eleman modelinin oluşturulmasında daha fazla esneklik sağlar. Bu işlevsellik, Altair OptiStruct‘taki tüm analiz çözümü dizileri için mevcuttur.
