涂層電池殼沖壓成形過(guò)程的數(shù)值模擬.pdf

1、電沉積鎳涂層薄板作為高性能的電池外殼,由于具有先鍍鎳后成形、生產(chǎn)效率高等特點(diǎn),得到了廣泛應(yīng)用。然而涂層電池殼在成形過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)界面失效等現(xiàn)象,為了防止這些現(xiàn)象的產(chǎn)生并評(píng)價(jià)其塑性成形性能,所以對(duì)涂層電池殼成形性能進(jìn)行研究具有重要意義。
　　本文針對(duì)涂層電池殼的界面特性,將涂層與基體的結(jié)合面單獨(dú)看做一個(gè)部分,考慮了涂層與基體的力學(xué)特性以及涂層板料的界面結(jié)合強(qiáng)度。本文首先采用ABAQUS軟件模擬了鼓泡法實(shí)驗(yàn)過(guò)程,最后對(duì)涂層電池殼的沖

2、壓成形過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬,主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下:
　　(1)采用有限元軟件ABAQUS對(duì)電沉積鎳涂層鼓泡法實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了數(shù)值模擬。采用內(nèi)聚力單元模擬涂層薄板的界面,建立了涂層電池殼的有限元模型;描述了界面失效過(guò)程,得到了界面從起始剝離到完全開(kāi)裂過(guò)程的強(qiáng)度曲線;沖頭曲線數(shù)值模擬結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較吻合。
　　(2)對(duì)圓形涂層電池殼連續(xù)沖壓成形過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬,通過(guò)分析不同工藝參數(shù)對(duì)界面應(yīng)力的影響,完成對(duì)參數(shù)的優(yōu)化;獲得了基體與涂

3、層的應(yīng)力、應(yīng)變分布、厚度變化、殘余應(yīng)力以及回彈。結(jié)果表明:界面失效主要是由界面切向應(yīng)力造成的,界面法向應(yīng)力主要是壓應(yīng)力,法向應(yīng)力介于-74.018MPa～7MPa之間,切向應(yīng)力最大值為12.718MPa;沖頭與凹模間隙是影響界面力最關(guān)鍵的因素;沖頭圓角處減薄最嚴(yán)重,此處涂層不易脫落,而凸緣外緣處板料增厚最嚴(yán)重,涂層易脫落;前2道沖壓工序殘余應(yīng)力較小,筒底中心回彈量分別為0.161mm、0.093mm。
　　(3)設(shè)計(jì)了方形電池殼體