有限元分析技術(shù)如何模擬焊縫？

2016-11-10 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

燒焊這種連接形式廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械產(chǎn)品中,在對(duì)燒焊產(chǎn)品施行有限元分析的時(shí)刻,眾多人不曉得該怎么樣摹擬焊縫。本文接合我私人的實(shí)際工程項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn),談?wù)劅傅挠邢拊M的一點(diǎn)問題。

用有限元摹擬燒焊,總體來說,有兩種事情狀況:

事情狀況1:

十分關(guān)切焊縫的燒焊性能。這一般是做燒焊方面學(xué)術(shù)研討的人所關(guān)切的問題。
在這種事情狀況下,由于我們關(guān)切的就是焊縫本身,所以務(wù)必嚴(yán)明依照燒焊的實(shí)際事情狀況來樹立焊縫和被燒焊器件的幾何板型,焊縫本身不可以被疏忽掉。至于焊縫摹擬的細(xì)節(jié),則需求具體問題具體分析,這不是本文想要商議的問題。

事情狀況2:

并不關(guān)切焊縫本身,覺得焊縫由燒焊工藝保障能夠達(dá)到所規(guī)定的強(qiáng)度要求,焊縫只是起到連接器件的效用。
這種事情狀況在工程實(shí)際中最為常見,這也是本文要商議的重點(diǎn)。
在工程實(shí)際中,我們一般并不關(guān)切焊縫本身,我們一般覺得焊縫由燒焊工藝能夠保障達(dá)到所規(guī)定的強(qiáng)度要求,焊縫只是起到一個(gè)連接被燒焊器件的效用。
在有限元摹擬中,焊縫一般被簡(jiǎn)化為某種連接形式,不一樣的求解器,有不一樣的處置形式。
在NASTRAN中有專門用于摹擬燒焊的單元。主要有CWELD單元,ACM系列燒焊單元(涵蓋一系列單元)等。以工業(yè)嘗試數(shù)值為根據(jù),nastran中的燒焊單元通過多次改進(jìn),性能有了非常大的增長(zhǎng),通過海外眾多交通工具廠商的實(shí)際運(yùn)用表明,nastran的燒焊單元假如運(yùn)用允當(dāng),分析計(jì)算最后結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)值有相當(dāng)高的吻適宜。
除開專門的燒焊單元外, nastran中還有rbe2單元,rbe2單元用于把兩個(gè)節(jié)點(diǎn)剛性連接起來,有時(shí)也被用來摹擬燒焊。因?yàn)閞be2單元不必尤其的設(shè)置,運(yùn)用起來簡(jiǎn)單直接,因?yàn)檫@個(gè),仍然有眾多工程師喜歡用它摹擬焊縫。rbe2單元摹擬焊縫的欠缺是它過于板硬了,普通只用在要求不太高的場(chǎng)合。

至于ansys,ansys中并沒有大致相似于nastran中的專門用于摹擬燒焊的單元,只能退而求次了,ANSYS中主要有三種辦法來摹擬燒焊:
1)運(yùn)用MPC184單元。效果大致相似于nastran中的rbe2剛性連接,在運(yùn)用mpc184的時(shí)刻,必須要注意變更其單元的KEYOPT(1)的默許設(shè)置使KEYOPT(1)=1,使之具備rigid beam屬性,額外要注意的是對(duì)于運(yùn)用MPC184連接起來的節(jié)點(diǎn),不可以給予另外約束,否則,有可能會(huì)引動(dòng)過約束而使ANSYS報(bào)錯(cuò)。
2)運(yùn)用CERIG指示。可以運(yùn)用CERIG指示直接把兩個(gè)節(jié)點(diǎn)直鄰接接起來。需求注意的是,對(duì)于cerig中的從節(jié)點(diǎn),不可以給予不論什么約束,否則會(huì)報(bào)錯(cuò),計(jì)算沒法施行。
3)以上兩種辦法,都是剛性連接,效果大致相似于nastran中的rbe2,欠缺也和它同樣。假如想使摹擬更近實(shí)際事情狀況一點(diǎn)兒,我們可以用一定橫截平面或物體表面的大小的梁?jiǎn)卧獊磉B接兩個(gè)器件,至于梁的橫截平面或物體表面的大小體積,梁的材料屬性該怎么樣取,需求和實(shí)驗(yàn)數(shù)值施行相比較在這以后來挑選最合宜的數(shù)值。
對(duì)于abaqus,LS_dyna等其它求解器,也供給了一點(diǎn)連接形式,可以用于摹擬燒焊,具體事情狀況可以大致相似參考上面所說的辦法處置。