1、背景介紹

本案例將詳細展示如何在nCode疲勞軟件中計算CWELD焊點疲勞壽命的全過程。nCode的焊點疲勞，是在Nastran軟件基礎上，采用Cbar單元連接兩塊薄板模擬焊點，通過提取Cbar單元的力和力矩，及焊點周圍的shell單元的結構應力，通過給定焊核的SN曲線進行計算其疲勞壽命。

但是采用cbar單元模擬焊點，對建模要求比較高，主要表現在：

1）cbar單元需要與薄板相互垂直，這樣就會導致薄板單元的節點需要人為控制以保證與垂直的cbar一一對應，這在大型模型中幾乎很難實現。

2）cbar單元需要有足夠的剛度，以保證結果對剛度不敏感；

因此，特別是基于第1條，越來越多的模型中采用節點不用一一對應的CWELD單元來模擬焊點。CWELD單元為Nastran系列的有限元軟件特有的單元類型，本例通過完整的過程，演示CWELD焊點單元的疲勞計算步驟。所涉及軟件為：

Hypermesh：建立有限元模型

Nastran：進行靜力計算

nCode：進行焊點疲勞計算

2、  CWELD焊點前處理

CWELD單元為Nastran系軟件的特有單元，因此選用hm的Nastran面板進行前處理設置。在hm中建立兩個平板組，分別命名為shell-1，shell-2，任意劃分網格，賦予材料屬性和厚度屬性。

新建一個組件，用于放置CWELD單元，本例組名即命名為CWELD。使用spot功能創建CWELD單元，具體步驟為：1D-connector-spot：

1）location處，根據需要選擇CWELD焊點位置，一般用node

2）connect what 處，comp選擇焊點連接的兩個組件，本例為shell-1和shell-2；tolerance為連接容差，需設置為大于等于上下平板的間隙，但是不能大太多，以免誤連接。本例板間距1mm，容差設置1mm即可。

3）type處選擇CWELD的創建形式，推薦選用CWELD （GA-GB ELEMID）；

4）diameter為CWELD單元直徑，可隨便填寫，后面CWELD單元直徑通過屬性重新給定。

如圖所示，創建兩個CWELD單元。

對CWELD組賦予材料和單元屬性。

CWELD屬性如下圖，card image為pweld，需要給定常規的材料和截面beamsection屬性，還需額外設置兩個地方，將MSET設置為off，TYPE設置為spot。

創建載荷步，常規創建，本例載荷工況如下：

定義卡片，按照需要定義所需卡片，SOL設置為靜力分析

PARAM定義結果文件格式為op2

Output request中需要特別注意，額外定義單元力(ELFORCE)的輸出。

提交Nastran進行計算，生成op2文件。

3、nCode中焊點疲勞計算過程

打開ncode，創建圖示的工作流程FEinput+SpotweldAnalysis+FEdisplay。

FEinput處勾選display選項，載入op2文件，可以通過屬性查看到op2文件中的組件信息，可以看到上下板的組和CWELD的組。確認后退出FEinput。

在Spot weld下右鍵，進入Edit Material面板，

通過中部黑框的三個命令，將sheet和nugget材料賦予在對應位置。完成后點擊ok退出。此處選用的是ncode材料庫中自帶的材料屬性，由于是焊點分析模塊，且只有一個cweld焊點組，因此可以直接在Default處賦予材料屬性即可，如有多個不同性質的cweld焊點組，可分別賦予材料。

右鍵spot weld模塊，進入Edit Load Mapping，進入載荷定義面板。

本例定義為正負1的恒幅循環。在Loading type處選擇Constant Amplitude，完成后點擊ok退出。

其他設置保持不變，點擊VCR計算命令，在FE display命令下即可查看CWELD焊點壽命結果。