动力电池箱MIG焊的数值模拟及变形控制研究

胥军; 邓峰; 苏田; 李刚炎

doi:10.13471/j.cnki.acta.snus.2020.03.19.2020B024

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

动力电池箱MIG焊的数值模拟及变形控制研究

研究论文 | 更新时间：2023-11-01

- 动力电池箱MIG焊的数值模拟及变形控制研究
- Research on numerical simulation and deformation control of melt inert-gas welding in power battery enclosure
- 中山大学学报(自然科学版) 2021年60卷第5期页码：50-58
- 作者机构：
  
  武汉理工大学机电工程学院，湖北武汉 430070
- 作者简介：
  
  胥军（1977年生），男；研究方向：气压传动控制与车载网络信息集成；E-mail：xu_jun@whut.edu.cn
  李刚炎（1962年生），男；研究方向：气压传动控制；E-mail：gangyanli@whut.edu.cn
- 基金信息：
  
  中国博士后科学基金(2018M642937);湖北省科技厅条件平台建设项目(2015BCE08)
- DOI：10.13471/j.cnki.acta.snus.2020.03.19.2020B024
  中图分类号： TG444⁺.74
- 纸质出版日期：2021-09-25，
  
  网络出版日期：2021-01-08，
  
  收稿日期：2020-03-19，
  
  录用日期：2020-04-09
扫描看全文
胥军,邓峰,苏田等.动力电池箱MIG焊的数值模拟及变形控制研究[J].中山大学学报(自然科学版),2021,60(05):50-58.

XU Jun,DENG Feng,SU Tian,et al.Research on numerical simulation and deformation control of melt inert-gas welding in power battery enclosure[J].Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Sunyatseni,2021,60(05):50-58.
胥军,邓峰,苏田等.动力电池箱MIG焊的数值模拟及变形控制研究[J].中山大学学报(自然科学版),2021,60(05):50-58. DOI： 10.13471/j.cnki.acta.snus.2020.03.19.2020B024.

XU Jun,DENG Feng,SU Tian,et al.Research on numerical simulation and deformation control of melt inert-gas welding in power battery enclosure[J].Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Sunyatseni,2021,60(05):50-58. DOI： 10.13471/j.cnki.acta.snus.2020.03.19.2020B024.

摘要

以某型动力电池箱为例，首先提取具有独特特征的典型焊缝，采用SYSWELD软件进行焊接应力变形数值模拟，获取各焊缝焊接顺序方向的优选方案。然后，基于典型焊缝分布特点和焊接工艺原则，提出箱体整体焊接顺序方向的候选方案，并以等效变形量均值最小为原则确定优选方案；最后，采用刚性固定法依次确定

、

方向的焊接加工约束条件。现场实验结果表明，采用优选的整体焊接顺序方向与约束条件后，动力电池箱长、短边箱壁内缩变形量较优化前分别降低了52%和25%，分别减小至1.2 mm和0.9 mm。

Abstract

In pure electric vehicle， power battery enclosure generally made of aluminum alloy profile and is a key component of packaging and load bearing of the power battery system. Due to the large structure size and the high thermal expansion coefficient of materials， welding residual stress is easily generated after the inert-gas welding process， which leads to serious shrinkage and deformation of the inner wall. A certain type of power battery enclosure was taken as the research object. Firstly， the typical weld with unique characteristics was extracted， and the optimal solution for welding sequence direction of each typical weld was obtained through numerical simulation of stress deformation by using SYSWELD. Then， the candidate schemes of overall welding sequence direction were proposed based on the distribution characteristics of typical weld and welding process principles， and the optimal scheme was selected based on the principle of minimum mean value of equivalent deformation. Finally， the constraint conditions for welding process in

，

and

directions were determined by adopting the method of rigidity immobility. Field test results have shown that internal shrinkage deformation value of the power battery enclosure’s long and short sides is reduced by 52% and 25% than before， which are decreased to 1.2 mm and 0.9 mm respectively.

关键词

动力电池箱熔化极惰性气体保护焊焊接顺序方向刚性固定法

Keywords

power battery enclosuremelt inert-gas weldingwelding sequence directionthe method of rigidity immobility

references

CHENG K W E， DIVAKAR B P， WU H， et al. Battery-management system （BMS） and SOC development for electrical vehicles［J］. IEEE Transactions on Vehicular Technology， 2011， 60（1）： 76-88.

CHEN Z， CHEN Z C， SHENOI R A. Influence of welding sequence on welding deformation and residual stress of a stiffened plate structure［J］. Ocean Engineering， 2015， 106： 271-280.

白航，王伟竹，姚清河. 某水下机器人阻力特性的数值模拟［J］. 中山大学学报（自然科学版）， 2018， 57（1）： 150-160.

BAI H， WANG W Z， YAO Q H. Numerical simulation of the resistance character of an underwater vehicle［J］. Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Sunyatseni， 2018， 57（1）： 150-160.

黄俊，翟紫阳，王克鸿，等. 超高强钢超厚板箱形构件焊接应力场数值模拟［J］. 焊接技术， 2017， 46（3）： 67-71.

HUANG J， ZHAI Z Y， WANG K H， et al. Numerical simulation of welding stress field of ultra-high strength steel and ultra-thick plate box member［J］. Welding Technology， 2017， 46（3）： 67-71.

傅莉，杜随更. 摩擦焊接过程数值模拟技术研究进展［J］. 焊接学报， 2001， 22（5）：87-92.

FU L， DU S G. Advance of research on the numerical simulation of friction welding process［J］. Transactions of the China Welding Institution， 2001， 22（5）： 87-92.

杨婕，张志莲，肖云峰，等. 基于 Sysweld 的焊接接头热源模型二次开发［J］. 焊接技术， 2019， 48（7）： 19-22.

YANG J， ZHANG Z L， XIAO Y F， et al. Development of heat source model of welded joint based on sysweld［J］. Welding Technology， 2019， 48（7）： 19-22.

徐火青. 铝制储液罐脉冲MIG焊实验分析及数值模拟研究［D］. 重庆：重庆大学， 2012.

XU H Q.Experimental analysis and numerical simulation of the aluminum liquid storage tank by pulsed MIG welding ［D］. Chongqing ：Chongqing University，2012.

国家标准化管理委员会. GB/T 3190-2008 变形铝及铝合金化学成分［S］. 北京：中国标准出版社， 2008.

Standardization Administration of China. GB/T 3190-2008 Wrought aluminium and aluminium alloy chemical composition［S］. Beijing： China Standard Press， 2008.

周广涛，刘雪松，闫德俊，等. 顶板焊接顺序优化减小焊接变形的预测［J］. 焊接学报， 2009， 30（9）： 109-112.

ZHOU G T， LIU X S， YAN D J， et al. Prediction for welding deformation reducing by welding sequence optimization of upper plate［J］. Transactions of the China Welding Institution， 2009， 30（9）： 109-112.

赵海燕，吴骏巍，陆向明，等. 基于局部-整体有限元法的薄壁筒焊接变形计算［J］. 清华大学学报（自然科学版）， 2017， 57（5）： 449-453.

ZHAO H Y， WU J W， LU X M， et al. Welding deformation predictions of thin-wall cylinders using a local-global method［J］. Journal of Tsinghua University（Science and Technology）， 2017， 57（5）： 449-453.

CHEN H， XUE J X， HENG G C. A novel sine wave modulation method of pulse current during double wire MIG welding［J］. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology， 2017， 90（9/10/11/12）： 3025-3036.

胡昱，薛家祥，金礼，等. 双脉冲MIG工艺参数对异种不锈钢焊缝质量影响分析［J］. 焊接学报， 2019， 39（7）： 115-120.

HU Y， XUE J X， JIN L， et al. Effect of process parameters on weld quality during double-pulsed gas metal arc welding of dissimilar stainless steel［J］. Transactions of the China Welding Institution， 2019， 39（7）： 115-120.

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

暂无数据