電池碰撞模型建立及有限元分析

譚文鋒 徐小兵

【摘 要】本文在介紹了沖擊塊撞擊電池獲得高加速度工作過(guò)程的基礎(chǔ)上，建立碰撞模型，推導(dǎo)出碰撞時(shí)間的計(jì)算式?！娟P(guān)鍵字】電池 碰撞模型 有限元

【中圖分類號(hào)】U491.6 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1672-5158（2013）03-0048-02

一、前言

電池獲得高加速度是通過(guò)儲(chǔ)氣室內(nèi)的高壓氣體推動(dòng)沖擊塊撞擊電池來(lái)實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)電池激活能量的要求，為了保證可靠激活，必須維持一定的過(guò)載時(shí)間才能將電池電解液的容器擊碎，從而激活電池開(kāi)始工作，這就要求在過(guò)載碰撞過(guò)程中，碰撞的材料既要有一定的強(qiáng)度和剛度，也要有一定的韌性，由于碰撞過(guò)程是一個(gè)極其復(fù)雜的過(guò)程，目前還很少有可用的研究成果供我們應(yīng)用。本文建立了沖擊塊撞擊電池夾具的碰撞模型，綜合利用力學(xué)、高等數(shù)學(xué)等知識(shí)推導(dǎo)出了求解碰撞時(shí)間的計(jì)算式，并利用有限元分析軟件ANSYS求解碰撞系統(tǒng)總體剛度。

二、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)碰撞過(guò)程

如圖1所示，為實(shí)現(xiàn)高g值沖擊加速度模擬試驗(yàn)。測(cè)試系統(tǒng)采用活塞式高加速度沖擊塊，由高速運(yùn)動(dòng)的沖擊塊沖擊電池試件而產(chǎn)生超高過(guò)載以激活電池。系統(tǒng)工作時(shí)，當(dāng)儲(chǔ)氣瓶?jī)?nèi)高壓氣體氣壓達(dá)到一定值，開(kāi)啟發(fā)射閥，氣體迅速排入發(fā)射管并作用到?jīng)_擊塊底部推動(dòng)其向前加速運(yùn)動(dòng)，最后撞擊安裝在電主軸內(nèi)的電池夾具，沖擊塊在撞擊電池夾具前的速度達(dá)到V1，沖擊塊和電池夾具做碰撞后，電池夾具的速度為V2、過(guò)載加速度最高可達(dá)到10000g。