本案例將詳細展示如何在nCode疲勞軟件中計算ACM體單元焊點疲勞壽命的全過程。ACM體單元為中間一個六面體單元，上下通過RBE3單元與薄板連接。

 

 

1、 nCode的焊點疲勞是什么？

 

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(xiàn)在：

 

l  cbar單元需要與薄板相互垂直，這樣就會導致薄板單元的節(jié)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(xiàn)。

l  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(jié)點不用一一對應的ACM體單元來模擬焊點。ACM體單元是一種面域連接單元，為Nastran、Optistruct等有限元軟件特有的單元類型，本例通過完整的過程，演示ACM體單元焊點的疲勞計算步驟。所涉及軟件為：

 

n  Hypermesh：建立有限元模型

n  Nastran：進行靜力計算

n  nCode：進行焊點疲勞計算

 

2、 ACM體單元焊點前處理

 

選用hm的Nastran或optistruct面板進行前處理設置（二者在該問題上設置一致）。在hm中建立兩個平板組，分別命名為shell-1，shell-2，任意劃分網(wǎng)格，賦予材料屬性和厚度屬性。

 

創(chuàng)建ACM體單元。使用spot功能創(chuàng)建ACM體單元，具體步驟為：1D-connector-spot：

 

n  location處，根據(jù)需要選擇ACM體單元焊點位置，一般用node

n  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。

n  type處選擇ACM體單元的創(chuàng)建形式，推薦選用ACM（equivalence-（T1+T2）/2）；

n  diameter為ACM體單元直徑，焊核六面體單元大小，可根據(jù)實際焊點大小或者企業(yè)數(shù)據(jù)設置。

 

如圖所示，創(chuàng)建4個ACM體單元。

 

 

軟件會自動生成兩個comp，分別放置ACM單元的六面體實體單元和rbe3單元。其中rbe3組不用賦予任何屬性，solid組按照常規(guī)方式賦予材料和psolid屬性即可。

 

 

創(chuàng)建載荷步，常規(guī)創(chuàng)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，額外定義節(jié)點力(GPFORCE)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(chuàng)建圖示的工作流程

FEinput+SpotweldAnalysis+FEdisplay。

 

 

FEinput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ACM體單元的組。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ACM體單元焊點組，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ACM體單元焊點組，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(huán)。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ACM體單元焊點壽命結果。