CN114818410A - 一种对接实体焊缝疲劳强度的仿真方法 - Google Patents

一种对接实体焊缝疲劳强度的仿真方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114818410A
CN114818410A CN202210237966.1A CN202210237966A CN114818410A CN 114818410 A CN114818410 A CN 114818410A CN 202210237966 A CN202210237966 A CN 202210237966A CN 114818410 A CN114818410 A CN 114818410A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fatigue
finite element
welding
butt
load
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210237966.1A
Other languages
English (en)
Inventor
张尤龙
康一坡
朱学武
李俊楼
刘艳玲
闫博
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
FAW Group Corp
Original Assignee
FAW Group Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by FAW Group Corp filed Critical FAW Group Corp
Priority to CN202210237966.1A priority Critical patent/CN114818410A/zh
Publication of CN114818410A publication Critical patent/CN114818410A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • G06F30/23—Design optimisation, verification or simulation using finite element methods [FEM] or finite difference methods [FDM]
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/10—Geometric CAD
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T17/00—Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects
    • G06T17/20—Finite element generation, e.g. wire-frame surface description, tesselation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2111/00—Details relating to CAD techniques
    • G06F2111/04—Constraint-based CAD
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2111/00—Details relating to CAD techniques
    • G06F2111/10—Numerical modelling
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2111/00—Details relating to CAD techniques
    • G06F2111/20—Configuration CAD, e.g. designing by assembling or positioning modules selected from libraries of predesigned modules
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
    • G06F2119/02—Reliability analysis or reliability optimisation; Failure analysis, e.g. worst case scenario performance, failure mode and effects analysis [FMEA]
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
    • G06F2119/14—Force analysis or force optimisation, e.g. static or dynamic forces

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Computer Graphics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

本发明涉及一种对接实体焊缝疲劳强度的仿真方法，包括对零件几何模型进行几何处理；建立零件有限元模型；定义有限元模型材料属性；施加有限元模型边界条件；施加有限元模型载荷；定义计算工况；进行对接实体焊缝疲劳有限元模型的计算分析；根据对接实体焊缝疲劳有限元模型的强度分析结果，应用Femfat对焊缝进行疲劳分析，得到对接实体焊缝疲劳有限元模型的疲劳安全系数。本发明保证了实体焊缝位置的计算精度，提升了仿真效率，降低了产品开发成本，通过几何处理、网格划分、焊缝模型建立、边界条件及载荷的加载，真实地再现对接实体焊缝受力状态，获得对接实体焊缝的疲劳强度，实现了对接实体焊缝疲劳强度的仿真替代试验。

Description

一种对接实体焊缝疲劳强度的仿真方法
技术领域
本发明属于焊缝仿真技术领域技术领域，具体涉及一种对接实体焊缝疲劳强度的仿真方法。
背景技术
产品设计过程中，通常采用两种技术手段获得对接实体焊缝的疲劳强度。
一是试验技术手段，其将样件安装在台架上进行疲劳试验，在样件上施加连续反复载荷循环，当样件达到规定循环次数且未发生断裂时，则认为结构疲劳强度满足要求。为了获得真实的结构疲劳强度，需要进一步循环加载至结构断裂失效。应用试验技术手段获得的疲劳强度直观、真实，但必须有物理样机，试验周期长，相对产品开发比较滞后，不能完全满足产品开发需要。疲劳强度试验属于破坏性试验，试验结束后样件将做报废处理，试验成本高。所以采用试验手段直接获得对接实体焊缝的疲劳强度存在较大困难。
二是仿真技术手段，其通过搭建真实的对接实体焊缝有限元模型，加载所要求的载荷进行仿真计算，获得结构应力分布。进一步地通过后处理手段获得对接实体焊缝的疲劳安全系数，当结构的疲劳安全系数大于等于1时，判断结构疲劳强度满足要求。需要设计人员给出真实的实体焊缝的形状，再对实体焊缝进行网格划分，分别划分出焊头、焊尾、焊根与焊趾，再按照要求的规则将其命名。应用仿真技术手段获得对接实体焊缝疲劳强度，目前存在以下问题；通常真实的实体焊缝形状难以给出，不同设计人员给出的形状不同，划分的网格及计算结果偏差较大对比性差，并且真实的实体焊缝有限元网格划分十分困难，需要定义和需要遵从的规则繁多，计算及后处理时间冗长，使有限元分析计算收到很大程度的限制，产品开发迭代周期长，严重影响产品竞争力。
现有技术公开了一种焊缝疲劳计算方法，包括以下步骤：根据汽车悬架系统的参数的和三维模型，基于Adams建立悬架多体动力学模型；采集路谱信号，利用多体动力学模型进行虚拟迭代分析，得到路面的疲劳载荷；根据汽车悬架系统的三维模型，基于Hypermesh建立悬架及焊缝有限元模型；根据悬架有限元模型，采用惯性释放法进行单位载荷强度分析；根据单位荷载强度分析的结果，以及路面的疲劳载荷，基于Ncode对焊缝疲劳分析，得到汽车悬架的焊缝疲劳损伤值。
现有技术还公开了一种搭接焊缝的仿真模拟方法，包括建立搭接焊缝的三维结构模型；对三维结构模型中的焊缝单元划分单层双排六面体网格；对三维结构模型中的第一连接件和第二连接件划分四边形面网格；对焊缝单元、第一连接件和第二连接件赋予材料和属性，其中，焊缝单元材料使用*MAT_SPOTWELD_DAMAGE_FAILURE关键字，OPT＝1，选用SIGAX和SIGTAU作为材料失效参数；在焊缝单元、第一连接件以及第二连接件之间设置接触，以获得搭接焊缝的有限元仿真模型。
现有技术还公开了一种钣金焊缝有限元模型的建模方法及装置，钣金焊缝有限元模型的建模方法及装置。其中，所述钣金焊缝有限元模型的建模方法包括：获取多个待焊接钣金的几何中面；根据所述待焊接钣金的几何中面，建立所述待焊接钣金之间的焊缝的几何面；对所述待焊接钣金的几何中面和焊缝的几何面进行网格划分；对已进行网格划分的所述待焊接钣金和焊缝的材料和厚度进行定义，完成钣金焊缝有限元模型的建立。
上述方法均为对钣金焊缝的有限元分析，有限元模型基于板壳单元进行焊缝分析。而对于对接实体焊缝疲劳强度分析，采用的网格模型为实体单元，并未有相关报导。为此需要找到一种能够简单快捷计算对接实体焊缝疲劳强度的方法，以满足产品开发需求。
发明内容
本发明的目的就在于提供一种对接实体焊缝疲劳强度的仿真方法，以解决简单快捷计算对接实体焊缝疲劳强度的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种对接实体焊缝疲劳强度的仿真方法，包括以下步骤：
S1、对零件几何模型进行几何处理：分别将焊接零件进行切割，形成规则的几何区域；
S2、建立零件有限元模型：对焊接零件进行网格划分，然并借助共节点操作将相接触部分装配在一起；
S3、定义有限元模型材料属性：定义各零件有限元模型材料的弹性模量E、泊松比μ、应力应变关系；
S4、施加有限元模型边界条件：固定对应零件的全部自由度；
S5、施加有限元模型载荷：有限元模型载荷分为两类，一是有限元模型载荷为扭矩M；二是有限元模型偏转角，以模拟由于两个零件装配时同轴度差所产生的偏转；
S6、定义计算工况：为模拟两个零件工作一周时的状态，保持边界条件和扭矩M不变，按偏转角不同定义为12个工况；
S7、进行对接实体焊缝疲劳有限元模型的计算分析：将每一个工况的时间周期均设为1，时间增量设为0.1，采用牛顿-拉普森方法迭代计算输出对接实体焊缝疲劳有限元模型的12个分析结果；
S8、根据对接实体焊缝疲劳有限元模型的强度分析结果，应用Femfat对焊缝进行疲劳分析，得到对接实体焊缝疲劳有限元模型的疲劳安全系数。
进一步地，步骤S1具体为：将两个焊接零件按照焊缝进行几何切割，使焊逢及焊缝两侧形成规则的几何图形。
更进一步地，分别将两个焊接零件相互进行切割，使两个焊接零件的焊逢几何面大小相同，以保证之后网格划分时可以节点一一对应；再用焊逢的边线的同心圆分别向两个焊接零件做切割同心圆直径分别比焊缝的边线大2mm和小2mm，以保证之后网格划分时焊缝相接网格为两排网格质量良好的四边形网格。
进一步地，步骤S2具体包括以下步骤：
S21、首先将焊缝两侧进行网格划分，单元尺寸为1mm，划分为长宽比接近1的四边形壳网格，作为焊缝网格；
S22、将两个焊接零件上的焊逢接触位置进行网格划分，单元尺寸为1mm，使网格外层单元节点一一对应；
S23、划分两个焊接零件的实体网格，实体网格在焊缝附近的与焊缝网格相同，单元尺寸为1mm，焊接零件网格可以为二阶四面体单元或一阶六面体单元；
S24、借助共节点操作将两个焊接零件相互连接在一起。
进一步地，步骤S3中，全部有限元模型为线弹性材料，定义焊缝两侧的四边形壳网格属性为壳单元，壳单元厚度小于等于0.01mm，其厚度较薄，对有限元计算结果产生影响可忽略不计，保证了应力结果的准确。
进一步地，步骤S4，固定时需借助Rbe3单元，Rbe3单元的主点选择对应零件表面节点，从点选择对应零件几何中心点上，约束Rbe3单元从点全部自由度。
进一步地，步骤S5，载荷1为施加在对应零件上的扭矩M，借助Rbe3单元施加，Rbe3单元主点选择对应零件表面节点，从点选在对应零件几何中心点上；载荷2为施加在对应零件上的偏转角，借助Rbe3单元施加，将偏转角施加在步骤S4所建Rbe3单元的从点上；载荷3至载荷13加载过程参考载荷2，为模拟工作时偏转对于对接实体焊缝疲劳强度的影响，以30°为间隔按顺序将偏转角施加在Rbe3单元的从点上。
进一步地，步骤S6，工况1的边界条件及载荷分别为S4所定义的边界条件及以S5所定义的载荷1和载荷2；工况2的边界条件及载荷分别为S4所定义的边界条件及以S5所定义的载荷1和载荷3；……；工况12的边界条件及载荷分别为S4所定义的边界条件及以S5所定义的载荷1和载荷13。
进一步地，步骤S8，使用Femfat软件的Transmax模块进行疲劳强度分析，首先导入网格文件，并在Visualizer模块中选中焊缝网格定义为对接焊缝类型并赋予焊接参数保存为焊缝文件。
进一步地，步骤S8，将12个计算工况的计算结果按顺序依次加载，以模拟两个零件工作一周时的状态，应用公式(1)计算输出疲劳安全系数；
Figure BDA0003543074920000051
式中σA为结构应力幅值，σmax为结构最大应力；σmin为结构最小应力；SFf为疲劳安全系数，σ[-1]为结构疲劳强度极限，σA为结构应力幅值；
以计算出的疲劳安全系数大小是否大于等于1，进而判断对接实体焊缝疲劳强度是否满足要求，若SFf≥1，则对接实体焊缝疲劳强度满足要求，若SFf＜1，则对接实体焊缝疲劳强度不满足要求，需要对焊缝进行加强或对结构进行改进。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明使用壳单元代替实体单元进行疲劳强度计算，不需要给出真实的实体焊缝形状，大大简化建模工作量及疲劳计算前期准备工作，壳单元厚度定义为0.001mm，其不仅有效保证了实体焊缝位置的计算精度，而且缩短了计算及后处理时间，提高了仿真效率；
2、本发明提供了一种规范化和流程化的对接实体焊缝疲劳强度仿真计算方法，其大大降低了工程师主观性判断带来的计算结果偏差较大问题，减少了人为判断时间，提升了仿真效率；
3、本发明使用线性模型，借助共节点操作将两个焊接零件连接在一起，没有接触对、没有材料非线性，模型收敛性好，计算速度快，提高了仿真效率；
4、本发明进行的对接实体焊缝疲劳强度计算处于产品开发前期阶段，可以多轮次改进结构设计，提升结构力学性能，有效保证了产品一次性通过试验考核，缩短了产品开发周期，降低了产品开发成本等；
5、本发明通过几何处理、网格划分、焊缝模型建立、边界条件及载荷的加载，真实地再现对接实体焊缝受力状态，在此基础上，借用Femfat软件获得对接实体焊缝的疲劳强度，实现了对接实体焊缝疲劳强度的仿真替代试验，降低了产品开发成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是焊接零件几何结构示意图；
图2是零件横截面及焊缝两侧切割位置示意图；
图3是焊缝两侧几何切割示意图；
图4是焊缝网格划分示意图；
图5是零件2上建立Rbe3单元示意图；
图6是装配时同轴度差所产生的偏转示意图；
图7是零件1上建立Rbe3单元示意图；
图8是全部12个方向偏转角所绕轴线示意图；
图9是焊缝最危险位置应力变化曲线示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明：
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本发明对接实体焊缝疲劳强度的仿真方法，包括以下步骤：
网格划分(焊缝网格需要特殊定义)
S2、建立零件有限元模型：分别对零件1、零件2进行网格划分，并借助共节点操作将相接触部分装配在一起。
首先将焊缝两侧102进行网格划分，单元尺寸为1mm，划分为长宽比接近1的四边形壳网格，作为焊缝网格201(图4)。
将零件1、零件2上的接触位置进行网格划分，单元尺寸为1mm，使网格外层单元节点一一对应。
划分零件1的实体网格202以及零件2的实体网格203，实体网格在焊缝附近的网格与201相同，单元尺寸为1mm，网格202和网格203可以为二阶四面体单元或一阶六面体单元。
借助共节点操作将两个焊接零件接触部分单元进行连接。至此网格201、网格202和网格203相互连接在一起。
材料定义
S3、定义有限元模型材料属性：定义网格201、网格202和网格203有限元模型的弹性模量E＝210000MPa、泊松比μ＝0.3。全部有限元模型为线弹性材料。
定义网格201属性为壳单元，壳单元厚度定义为0.001mm，其厚度较薄，对有限元计算结果产生影响可忽略不计，保证了应力结果的准确。
边界条件定义
S4、施加有限元模型边界条件：固定零件2的全部自由度。
固定时需借助Rbe3单元12，Rbe3单元12的主点选择实体网格203内表面节点，从点选择零件2几何中心302(图5)，约束Rbe3单元12从点全部自由度。
载荷定义(偏转角需要特殊定义)
S5、施加有限元模型载荷：有限元模型载荷分为两类，一是有限元模型载荷为扭矩M；二是有限元模型偏转角，以模拟由于两个零件装配时同轴度差所产生的偏转(图6)。
载荷1为施加在零件1上的扭矩M，借助Rbe3单元11施加，Rbe3单元11主点选择实体网格202外表面节点，从点选在零件1几何中心点301上(图7)。
载荷2为施加在零件1上的偏转角，借助Rbe3单元11施加，绕轴线401将偏转角施加在Rbe3单元11的从点上。
载荷3至载荷13加载过程参考载荷2，为模拟工作时偏转对于对接实体焊缝疲劳强度的影响，以30°为间隔按顺序分别绕轴线402-412将偏转角施加在Rbe3单元11的从点上，完成载荷3至载荷13的加载(图8)。
工况定义
S6、定义计算工况：为模拟两个零件工作一周时的状态，保持边界条件和扭矩M不变，按偏转角不同定义为12个工况。
工况1的边界条件及载荷分别为S4所定义的边界条件及以S5所定义的载荷1和载荷2。
工况2的边界条件及载荷分别为S4所定义的边界条件及以S5所定义的载荷1和载荷3。
……
工况12的边界条件及载荷分别为S4所定义的边界条件及以S5所定义的载荷1和载荷13。
疲劳强度分析
S7、进行对接实体焊缝疲劳有限元模型的计算分析：将每一个工况的时间周期均设为1，时间增量设为0.1，采用牛顿-拉普森方法迭代计算输出对接实体焊缝疲劳有限元模型12个分析结果。
S8、根据对接实体焊缝疲劳有限元模型的强度分析结果，应用Femfat对焊缝进行疲劳分析，得到对接实体焊缝疲劳有限元模型的疲劳安全系数。
使用Femfat软件的Transmax模块进行疲劳强度分析，首先导入网格文件，并在Visualizer模块中选中焊缝网格201定义为对接焊缝类型并赋予焊接参数保存为焊缝文件。
将12个计算工况的计算结果按顺序依次加载，以模拟两个零件工作一周时的状态，得到的焊缝最危险位置应力变化曲线如图9所示，应用公式(1)计算输出疲劳安全系数。
Figure BDA0003543074920000101
式中σA为结构应力幅值，σmax为结构最大应力；σmin为结构最小应力；SFf为疲劳安全系数，σ[-1]为结构疲劳强度极限，σA为结构应力幅值。
以计算出的疲劳安全系数大小是否大于等于1，判断对接实体焊缝疲劳强度是否满足要求。
若SFf≥1，则对接实体焊缝疲劳强度满足要求。
若SFf＜1，则对接实体焊缝疲劳强度不满足要求，需要对焊缝进行加强或对结构进行改进。
以图9所示危险位置为例，最大应力σmax为210MPa，最小应力σmin为50MPa，应力幅值σA为130MPa，结构疲劳强度极限σ[-1]为270MPa，计算得到SFf为,2.07，大于1，判断对接实体焊缝疲劳强度满足要求。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种对接实体焊缝疲劳强度的仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、对零件几何模型进行几何处理：分别将焊接零件进行切割，形成规则的几何区域；
S2、建立零件有限元模型：对焊接零件进行网格划分，然并借助共节点操作将相接触部分装配在一起；
S3、定义有限元模型材料属性：定义各零件有限元模型材料的弹性模量E、泊松比μ、应力应变关系；
S4、施加有限元模型边界条件：固定对应零件的全部自由度；
S5、施加有限元模型载荷：有限元模型载荷分为两类，一是有限元模型载荷为扭矩M；二是有限元模型偏转角，以模拟由于两个零件装配时同轴度差所产生的偏转；
S6、定义计算工况：为模拟两个零件工作一周时的状态，保持边界条件和扭矩M不变，按偏转角不同定义为12个工况；
S7、进行对接实体焊缝疲劳有限元模型的计算分析：将每一个工况的时间周期均设为1，时间增量设为0.1，采用牛顿-拉普森方法迭代计算输出对接实体焊缝疲劳有限元模型的12个分析结果；
S8、根据对接实体焊缝疲劳有限元模型的强度分析结果，应用Femfat对焊缝进行疲劳分析，得到对接实体焊缝疲劳有限元模型的疲劳安全系数。
2.根据权利要求1所述的一种对接实体焊缝疲劳强度的仿真方法，其特征在于，步骤S1具体为：将两个焊接零件按照焊缝进行几何切割，使焊逢及焊缝两侧形成规则的几何图形。
3.根据权利要求2所述的一种对接实体焊缝疲劳强度的仿真方法，其特征在于：分别将两个焊接零件相互进行切割，使两个焊接零件的焊逢几何面大小相同；再用焊逢的边线的同心圆分别向两个焊接零件做切割同心圆直径分别比焊缝的边线大2mm和小2mm。
4.根据权利要求1所述的一种对接实体焊缝疲劳强度的仿真方法，其特征在于，步骤S2具体包括以下步骤：
S21、首先将焊缝两侧进行网格划分，单元尺寸为1mm，划分为长宽比接近1的四边形壳网格，作为焊缝网格；
S22、将两个焊接零件上的焊逢接触位置进行网格划分，单元尺寸为1mm，使网格外层单元节点一一对应；
S23、划分两个焊接零件的实体网格，实体网格在焊缝附近的与焊缝网格相同，单元尺寸为1mm，焊接零件网格可以为二阶四面体单元或一阶六面体单元；
S24、借助共节点操作将两个焊接零件相互连接在一起。
5.根据权利要求1所述的一种对接实体焊缝疲劳强度的仿真方法，其特征在于：步骤S3中，全部有限元模型为线弹性材料，定义焊缝两侧的四边形壳网格属性为壳单元，壳单元厚度小于等于0.01mm。
6.根据权利要求1所述的一种对接实体焊缝疲劳强度的仿真方法，其特征在于：步骤S4，固定时需借助Rbe3单元，Rbe3单元的主点选择对应零件表面节点，从点选择对应零件几何中心点上，约束Rbe3单元从点全部自由度。
7.根据权利要求1所述的一种对接实体焊缝疲劳强度的仿真方法，其特征在于：步骤S5，载荷1为施加在对应零件上的扭矩M，借助Rbe3单元施加，Rbe3单元主点选择对应零件表面节点，从点选在对应零件几何中心点上；载荷2为施加在对应零件上的偏转角，借助Rbe3单元施加，将偏转角施加在步骤S4所建Rbe3单元的从点上；载荷3至载荷13加载过程参考载荷2，为模拟工作时偏转对于对接实体焊缝疲劳强度的影响，以30°为间隔按顺序将偏转角施加在Rbe3单元的从点上。
8.根据权利要求1所述的一种对接实体焊缝疲劳强度的仿真方法，其特征在于：步骤S6，工况1的边界条件及载荷分别为S4所定义的边界条件及以S5所定义的载荷1和载荷2；工况2的边界条件及载荷分别为S4所定义的边界条件及以S5所定义的载荷1和载荷3；……；工况12的边界条件及载荷分别为S4所定义的边界条件及以S5所定义的载荷1和载荷13。
9.根据权利要求1所述的一种对接实体焊缝疲劳强度的仿真方法，其特征在于：步骤S8，使用Femfat软件的Transmax模块进行疲劳强度分析，首先导入网格文件，并在Visualizer模块中选中焊缝网格定义为对接焊缝类型并赋予焊接参数保存为焊缝文件。
10.根据权利要求1所述的一种对接实体焊缝疲劳强度的仿真方法，其特征在于：步骤S8，将12个计算工况的计算结果按顺序依次加载，以模拟两个零件工作一周时的状态，应用公式(1)计算输出疲劳安全系数；
Figure FDA0003543074910000031
式中σA为结构应力幅值，σmax为结构最大应力；σmin为结构最小应力；SFf为疲劳安全系数，σ[-1]为结构疲劳强度极限，σA为结构应力幅值；
以计算出的疲劳安全系数大小是否大于等于1，进而判断对接实体焊缝疲劳强度是否满足要求，若SFf≥1，则对接实体焊缝疲劳强度满足要求，若SFf＜1，则对接实体焊缝疲劳强度不满足要求，需要对焊缝进行加强或对结构进行改进。
CN202210237966.1A 2022-03-11 2022-03-11 一种对接实体焊缝疲劳强度的仿真方法 Pending CN114818410A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210237966.1A CN114818410A (zh) 2022-03-11 2022-03-11 一种对接实体焊缝疲劳强度的仿真方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210237966.1A CN114818410A (zh) 2022-03-11 2022-03-11 一种对接实体焊缝疲劳强度的仿真方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114818410A true CN114818410A (zh) 2022-07-29

Family

ID=82529463

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210237966.1A Pending CN114818410A (zh) 2022-03-11 2022-03-11 一种对接实体焊缝疲劳强度的仿真方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114818410A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115062522A (zh) * 2022-08-18 2022-09-16 天河超级计算淮海分中心 基于装配式结构的强度确定方法、电子设备及存储介质
CN116050220A (zh) * 2023-02-07 2023-05-02 中信戴卡股份有限公司 基于sdas分布的转向节疲劳耐久仿真分析方法与装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115062522A (zh) * 2022-08-18 2022-09-16 天河超级计算淮海分中心 基于装配式结构的强度确定方法、电子设备及存储介质
CN115062522B (zh) * 2022-08-18 2022-11-04 天河超级计算淮海分中心 基于装配式结构的强度确定方法、电子设备及存储介质
CN116050220A (zh) * 2023-02-07 2023-05-02 中信戴卡股份有限公司 基于sdas分布的转向节疲劳耐久仿真分析方法与装置
CN116050220B (zh) * 2023-02-07 2024-03-19 中信戴卡股份有限公司 基于sdas分布的转向节疲劳耐久仿真分析方法与装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114818410A (zh) 一种对接实体焊缝疲劳强度的仿真方法
CN107357992B (zh) 基于聚类分析的复合材料结构有限元模型修正方法
CN110555229B (zh) 一种无网格固体力学仿真方法、电子设备及存储介质
CN107563072B (zh) 基于汽车疲劳仿真的焊接螺母有限元建模方法
US20110213594A1 (en) Method for simulation of welding distortion
CN111090952B (zh) 一种汽车驱动桥振动仿真分析方法
CN109684782A (zh) 整车级道路模拟试验方法
Biancolini et al. Radial basis functions mesh morphing for the analysis of cracks propagation
CN104484511A (zh) 一种基于仿真分析的机器人结构动态特性设计方法
CN109255141B (zh) 一种汽车车身正向概念设计截面形状优化方法
CN111159879A (zh) 一种集中传载结构的钉载处理方法
CN112464401B (zh) 一种金属材料焊点的精准建模方法
CN112395685B (zh) 一种适用于增材制造的拓扑优化自行车组件设计方法
CN112329313A (zh) 一种动力电池包疲劳寿命计算方法
CN114254533B (zh) 考核疲劳振动对产品组部件固定角度影响和预测的方法
CN112347686B (zh) 一种仪器安装结构的螺栓校核方法
CN111783218B (zh) 一种搭接焊缝的仿真模拟方法
CN113609742A (zh) 面向整体结构的风力发电机组主轴优化方法
Yang et al. Mode calculation and testing of a car body in white
CN113239476B (zh) 基于二项Mooney-Rivlin模型橡胶衬套本构参数逆向标定方法
CN112231858B (zh) 一种复合材料筒体多排螺接结构的失效预测方法和装置
CN113919199A (zh) 一种轻量化转向节的强度工况快速分析评价方法
CN109086498B (zh) 一种带有橡胶垫的挡泥板支架分析方法
CN115600314A (zh) 一种基于子结构的整车降维模型平台构建方法
CN115730488A (zh) 一种风机塔筒塔门屈曲折减系数修正方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination