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,在對燒焊產(chǎn)品施行有限元分析的時刻,眾多人不曉得該怎么樣摹擬焊縫。本文接合我私人的實際工程項目經(jīng)驗,談?wù)劅傅挠邢拊M的一點問題。

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際中最為常見,這也是本文要商議的重點。
在工程實際中,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,焊縫只是起到一個連接被燒焊器件的效用。
在有限元摹擬中,焊縫一般被簡化為某種連接形式,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,通過海外眾多交通工具廠商的實際運(yùn)用表明,nastran的燒焊單元假如運(yùn)用允當(dāng),分析計算最后結(jié)果與實驗測試數(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單元用于把兩個節(jié)點剛性連接起來,有時也被用來摹擬燒焊。因為rbe2單元不必尤其的設(shè)置,運(yùn)用起來簡單直接,因為這個,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,額外要注意的是對于運(yùn)用MPC184連接起來的節(jié)點,不可以給予另外約束,否則,有可能會引動過約束而使ANSYS報錯。
2)運(yùn)用CERIG指示。可以運(yùn)用CERIG指示直接把兩個節(jié)點直鄰接接起來。需求注意的是,對于cerig中的從節(jié)點,不可以給予不論什么約束,否則會報錯,計算沒法施行。
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際事情狀況一點兒,我們可以用一定橫截平面或物體表面的大小的梁單元來連接兩個器件,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,需求和實驗數(shù)值施行相比較在這以后來挑選最合宜的數(shù)值。
對于abaqus,LS_dyna等其它求解器,也供給了一點連接形式,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。