本文摘要(由AI生成):
本文介绍了使用nCode疲劳软件计算CWELD焊点疲劳寿命的详细案例。首先,通过Hypermesh和Nastran软件建立有限元模型,并采用CWELD单元模拟焊点。然后,在nCode中创建相应的工作流程,并导入Nastran生成的op2文件。在nCode中,为焊点赋予材料和载荷,并定义载荷映射。最后,通过VCR计算命令得出CWELD焊点的疲劳寿命结果。此案例展示了在复杂模型中模拟焊点疲劳分析的全过程。
本案例将详细展示如何在nCode疲劳软件中计算CWELD焊点疲劳寿命的全过程。nCode的焊点疲劳,是在Nastran软件基础上,采用Cbar单元连接两块薄板模拟焊点,通过提取Cbar单元的力和力矩,及焊点周围的shell单元的结构应力,通过给定焊核的SN曲线进行计算其疲劳寿命。
但是采用cbar单元模拟焊点,对建模要求比较高,主要表现在:
1)cbar单元需要与薄板相互垂直,这样就会导致薄板单元的节点需要人为控制以保证与垂直的cbar一一对应,这在大型模型中几乎很难实现。
2)cbar单元需要有足够的刚度,以保证结果对刚度不敏感;
因此,特别是基于第1条,越来越多的模型中采用节点不用一一对应的CWELD单元来模拟焊点。CWELD单元为Nastran系列的有限元软件特有的单元类型,本例通过完整的过程,演示CWELD焊点单元的疲劳计算步骤。所涉及软件为:
Hypermesh:建立有限元模型
Nastran:进行静力计算
nCode:进行焊点疲劳计算
CWELD单元为Nastran系软件的特有单元,因此选用hm的Nastran面板进行前处理设置。在hm中建立两个平板组,分别命名为shell-1,shell-2,任意划分网格,赋予材料属性和厚度属性。
新建一个组件,用于放置CWELD单元,本例组名即命名为CWELD。使用spot功能创建CWELD单元,具体步骤为:1D-connector-spot:
1)location处,根据需要选择CWELD焊点位置,一般用node
2)connect what 处,comp选择焊点连接的两个组件,本例为shell-1和shell-2;tolerance为连接容差,需设置为大于等于上下平板的间隙,但是不能大太多,以免误连接。本例板间距1mm,容差设置1mm即可。
3)type处选择CWELD的创建形式,推荐选用CWELD (GA-GB ELEMID);
4)diameter为CWELD单元直径,可随便填写,后面CWELD单元直径通过属性重新给定。
如图所示,创建两个CWELD单元。
对CWELD组赋予材料和单元属性。
CWELD属性如下图,card image为pweld,需要给定常规的材料和截面beamsection属性,还需额外设置两个地方,将MSET设置为off,TYPE设置为spot。
创建载荷步,常规创建,本例载荷工况如下:
定义卡片,按照需要定义所需卡片,SOL设置为静力分析
PARAM定义结果文件格式为op2
Output request中需要特别注意,额外定义单元力(ELFORCE)的输出。
提交Nastran进行计算,生成op2文件。
打开ncode,创建图示的工作流程FEinput+SpotweldAnalysis+FEdisplay。
FEinput处勾选display选项,载入op2文件,可以通过属性查看到op2文件中的组件信息,可以看到上下板的组和CWELD的组。确认后退出FEinput。
在Spot weld下右键,进入Edit Material面板,
通过中部黑框的三个命令,将sheet和nugget材料赋予在对应位置。完成后点击ok退出。此处选用的是ncode材料库中自带的材料属性,由于是焊点分析模块,且只有一个cweld焊点组,因此可以直接在Default处赋予材料属性即可,如有多个不同性质的cweld焊点组,可分别赋予材料。
右键spot weld模块,进入Edit Load Mapping,进入载荷定义面板。
本例定义为正负1的恒幅循环。在Loading type处选择Constant Amplitude,完成后点击ok退出。
其他设置保持不变,点击VCR计算命令,在FE display命令下即可查看CWELD焊点寿命结果。