今天講解的內容是基於瞬態分析的焊點疲勞,一起來看看吧~

 

1.  Fe建模

 

首先同樣先介紹下焊點的建模,OptiStruct疲勞分析中可以用CWELDCBAR CBEAM CHEXA+RBE3進行焊點模擬。其中焊點長度是兩塊板厚和的一半。1d單元焊點直徑由使用者自訂,CHEXA焊點直徑可由用戶指定,也可為吸附面上中心點至各個邊最小距離的兩倍。

 

2.  疲勞評估位置

實驗表明焊點破壞可能發生在三個位置,即:

焊核

被連接板件與焊核連接處

 

 

3.  失效準則

焊點疲勞破壞通常有下面兩種情況:

1. 板件連接處由周向應力控制

2. 焊核由周向應力控制

 

 
 
 

判斷失效的方法是臨界平面法,即在板件/焊核沿周向每隔18°(預設值,通過FATPARM-NANGLE設置)計算應力。那麼就需要用到三條SN曲線(S-Sheet,N-Nugget)即兩個板件和焊核材料的SN曲線。

 
 
 
 

Sheet

 

 

 

其中:

 

 

 

Nugget

 
 
 
 

其中:

 

      D是焊點直徑;T是鈑金厚度;

 

 

平均應力修正

 

      其中M為平均應力敏感係數

 

 

厚度修正

同焊縫建模(上一節)

整個卡片的結構如下:

 

 

 

下面我們還是用一個模型來具體看下OptiStruct中的焊點疲勞是如何實現的吧。

我們之前的模型,都是基於靜態工況的,OptiStruct疲勞分析也支持瞬態分析、隨機振動和掃頻/定頻疲勞分析,在這個模型中,將結合瞬態分析進行疲勞分析。

 

      與基於靜態工況不同的地方:FATLOAD的卡片。

 

根據之前的介紹,大家應該比較瞭解這個卡片的組成了吧,它會引用一個TABFATTID),也就是載荷歷程的曲線,在瞬態分析中,載荷歷程是瞬態分析的外載,通過瞬態分析可直接得到一點處的應力歷史,所以在瞬態分析中,不再需要對應力進行縮放,也就是不需要額外輸入載荷歷程曲線,將TID欄位設置為空即可。

那麼下面將通過一個模型來作為例子

01

用bar建立焊點模型

 

 

02

 FATDEF-PFATSPW(指定焊點疲勞分析相關單元)

 

 

 
 

 

03

MATFAT(3條SN曲線 板1、板2、焊核)

 

 

04

疲勞分析控制參數FATPARM

 

 

05

工況和FATLOAD

瞬態工況:

 

 

FATLOAD:

 

 

06

計算結果

 

 

這一期就到這裡啦,我們下期再見~

 
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