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【OptiStruct要领】基于瞬态分析的焊点疲劳

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本文摘要(由AI生成):

本文主要介绍了基于瞬态分析的焊点疲劳分析方法。首先介绍了焊点的建模方法,包括CWELD、CBAR、CBEAM、CHEXA+RBE3四种方式,并说明了焊点长度和直径的计算方法。接着介绍了焊点疲劳评估的三个位置,即焊核、被连接板件与焊核连接处。然后介绍了焊点疲劳破坏的两种情况,即板件连接处由周向应力控制和焊核由周向应力控制,并介绍了判断失效的方法是临界平面法,需要三条SN曲线,即两个板件和焊核材料的SN曲线。最后介绍了OptiStruct中的焊点疲劳分析实现方法,包括FATLOAD卡片、FATDEF-PFATSPW卡片、MATFAT卡片、疲劳分析控制参数FATPARM、工况和FATLOAD、计算结果等内容。

今天是七夕,小汰在这里祝福大家~享受七夕浪漫气氛的同时,大家也别忘了继续学习哦~今天讲解的内容是基于瞬态分析的焊点疲劳,一起来看看吧。

     

     


1.  Fe建模

 

首先同样先介绍下焊点的建模,OptiStruct疲劳分析中可以用CWELD、CBAR、 CBEAM、 CHEXA+RBE3进行焊点模拟。其中焊点长度是两块板厚和的一半。1d单元焊点直径由用户自定义,CHEXA焊点直径可由用户指定,也可为吸附面上中心点至各个边最小距离的两倍。


2.  疲劳评估位置

实验表明焊点破坏可能发生在三个位置,即:

➡焊核

➡被连接板件与焊核连接处

 


3.  失效准则

焊点疲劳破坏通常有下面两种情况:

  1.   板件连接处由周向应力控制

  2.   焊核由周向应力控制


判断失效的方法是临界平面法,即在板件/焊核沿周向每隔18°(默认值,通过FATPARM-NANGLE设置)计算应力。那么就需要用到三条SN曲线(S-Sheet,N-Nugget)即两个板件和焊核材料的SN曲线。

Sheet

 
 

其中:

 


Nugget

 
 
 

其中:

 
     

      D是焊点直径;T是钣金厚度;

 


平均应力修正

 

      其中M为平均应力敏感系数

 


厚度修正

同焊缝建模(上一节)

整个卡片的结构如下:

 
 


下面我们还是用一个模型来具体看下OptiStruct中的焊点疲劳是如何实现的吧。

我们之前的模型,都是基于静态工况的,OptiStruct疲劳分析也支持瞬态分析、随机振动和扫频/定频疲劳分析,在这个模型中,将结合瞬态分析进行疲劳分析。


      与基于静态工况不同的地方:FATLOAD的卡片。

 

根据之前的介绍,大家应该比较了解这个卡片的组成了吧,它会引用一个TABFAT(TID),也就是载荷历程的曲线,在瞬态分析中,载荷历程是瞬态分析的外载,通过瞬态分析可直接得到一点处的应力历史,所以在瞬态分析中,不再需要对应力进行缩放,也就是不需要额外输入载荷历程曲线,将TID字段设置为空即可。

那么下面将通过一个模型来作为例子⬇

01

用bar建立焊点模型

 
 


02

 FATDEF-PFATSPW(指定焊点疲劳分析相关单元)

 
 
 
 


03

MATFAT(3条SN曲线 板1、板2、焊核)

 


04

疲劳分析控制参数FATPARM

 


05

工况和FATLOAD

瞬态工况:

 


FATLOAD:

 


06

计算结果

 


这一期就到这里啦,我们下期再见~

来源:Altair澳汰尔
OptiStruct振动疲劳UG材料控制钣金Altair
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-03-26
最近编辑:1月前
Altair澳汰尔
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