點焊連接的案例
基礎裝配-殼網格的點焊連接
過程完成后，若窗口中沒有顯示的模型部分，則說明整個模型都已完成連接，相反，未連接的部分則會單獨顯示在窗口中，還需進一步對其進行連接處理。
殼網格的點焊連接.pdf
大幅面激光焊的數值仿真
下文介紹的，是將兩塊大尺寸薄板進行點焊連接的案例。
1. 跟所有的焊接仿真一樣，首先需要進行熱源校核。我們在simufact.welding中，進行局部焊點模型的建立，并調整高斯體熱源的輸入參數，進行焊點校核。
校核點焊熱源，分為丁字熔池和未焊透等情況，而在完整模型的計算中，則采用深熔模型。下圖所列的是丁字熔池。
2. 建立完整模型，1m×1.5m的兩板模型，上面均布600個點焊位置。依次按一定的順序進行點焊連接，每一個點焊位置均進行第一步中的小圓焊接進行固定。在simufact.welding中進行模型建立和求解計算，前后處理時間約6h，求解時間約6h。動畫如下所示。
3. 查看焊后變形。焊完冷卻后的變形如下所示，變形量放大了40倍。
4. 將焊后保留變形和殘余應力的模型，輸入simufact.forming進行切孔及內高壓漲形仿真，往兩板之間的未焊部位輸入高壓氣體使其鼓起，而在焊點位置仍然連接。該部分工作這里暫且先不做展示。
謝謝觀看，歡迎互相交流（334201866@qq.com）。
展開 模型裝配（包括點焊、縫合焊接、粘合或螺栓連接等）！！
模型裝配（包括點焊、縫合焊接、粘合或螺栓連接），多零件模型必不可少！吐血共享！！！練習模型就在hyperworks的模型庫中，很容易找到，僅此一例就可以無后顧之憂，對于多部件模型得心應手、順手拈來！??！
第三章 模型裝配.pdf
【12月12-15日 北京】焊接、螺栓連接結構與過盈裝配結構有限元計算培訓
螺栓結構強度校核與
安全性評價方法
1、螺栓預緊載荷
2、普通螺栓連接的設計與計算（受拉、受剪及扭矩、剪力和軸力共同作用）
3、高強螺栓連接設計與計算
4、螺栓后處理工具——Bolt Tool
5、無螺栓采用綁定接觸模擬螺栓連接結構的分析方法
6、采用梁單元模擬螺栓進行螺栓連接結構的分析方法
7、采用實體單元模擬螺栓進行螺栓連接結構的分析方法
8、采用joint施加螺栓預緊載荷模擬螺栓連接結構的分析方法
工程范例-1：螺栓連接結構的無螺栓、綁定接觸分析計算實例
工程范例-2：螺栓連接結構采用梁單元模擬螺栓進行結構分析的方法
工程范例-3：螺栓連接結構采用實體單元模擬螺栓進行結構分析的方法
工程范例-4：螺栓連接結構采用joint施加螺栓預緊載荷的分析方法
工程范例-5：考慮螺紋細節的螺栓連接結構有限元計算
焊接結構強度校核與
安全性評價方法
1、概述
2、點焊連接
3、焊縫連接
4、對焊焊縫的構造、設計與計算
5、角焊縫的構造、設計與計算
6、點焊結構失效模擬
工程范例-1：點焊連接結構有限元計算
工程范例-2：焊縫連接結構有限元計算
工程范例-3：點焊結構失效計算
過盈配合結構
有限元計算
1、過盈配合工藝
2、過盈配合計算公式
3、基于有限元方法過盈配合計算原理
4、過盈配合計算中主要參數及其關系
工程范例-1：結構冷裝配過盈配合模擬
工程范例-2：結構熱裝配過盈配合模擬
工程范例-3：工程壓入法過盈裝配模擬
展開 
【8月16-19日 北京】焊接、螺栓連接結構與過盈裝配結構有限元計算研修班
工程實例-6：螺栓連接梁柱結構的強度校核
焊接結構強度校核與安全性評價方法
1.概述 2.點焊連接
3.焊縫連接 4.對焊焊縫的構造、設計與計算
5.角焊縫的構造、設計與計算 6.點焊結構失效模擬
工程實例：1點焊連接結構有限元計算
工程實例：2焊縫連接結構有限元計算
工程實例：3點焊結構失效計算
過盈配合結構
有限元計算
1.過盈配合工藝 2.過盈配合計算公式
3.基于有限元方法過盈配合計算原理
4.過盈配合計算中主要參數及其關系
工程實例-1：過盈配合結構的最大軸向力、最大扭矩計算
工程實例-2：結構冷、熱裝配過盈配合模擬
工程實例-3：工程壓入法過盈裝配模擬
螺栓、焊接連接結構與過盈裝配結構
非線性分析
1.材料本構模型
2.結構材料非線性
2.1屈服準則 2.2流動準則
3.幾何非線性 4.非線性有限元控制方程
5.非線性有限元控制方程求解方法 6.載荷步/子步/平衡迭代步
7.收斂準則
8.ANSYS WB非線性計算設置技巧
工程實例-1：螺栓連接鋼結構梁柱構件的彈塑性分析
工程實例-2：點焊結構彈塑性分析
工程實例-3：橡膠過盈安裝的裝配應力分析
螺栓連接結構的
蠕變分析
1.蠕變模型簡介 2.蠕變曲線
3.顯式蠕變與隱式蠕變 4.常用蠕變模型
工程實例
展開 鋼鋁混合車身先進連接工藝
在鋼鋁混合車身結構設計時，大量使用了鋼鋁混合車身連接工藝：
1）自沖鉚接（SPR）、自攻螺接（FDS）、螺栓連接、壓鉚、拉鉚等冷連接工藝；
2）鋁點焊、激光焊、鋁弧焊、鋁螺柱焊等熱連接工藝。
游俠汽車經過多年的技術積累，在游俠X1車型車身制造中成功的應用了鋼鋁混合車身連接工藝，高標準實現鋼鋁混合車身連接質量要求。
二、成果創新點及解決的難點問題
游俠汽車在使用鋼鋁混合車身先進連接工藝時，實現了兩大創新：
1）熱連接技術與冷連接技術的組合應用，優勢互補；
2）幾乎覆蓋了所有車身連接工藝。
解決了四大難點：
1）冷連接技術，消除了結構膠的性能影響及對鍍層的破壞；
2）熱連接技術，游俠專有技術解決了鋁點焊電極與鋁材間的焊接電阻問題；
3）冷連接技術，解決了鋁點焊產生的強磁場干擾造成的信號丟失等缺陷；
4）自攻螺接可實現空腔結構的連接。
三、國際水平對比分析
目前國際上采用鋼鋁混合車身結構的車型連接方式主要有兩種方向：
1）采用自沖鉚接、壓鉚、拉鉚、鋁點焊等連接工藝，未使用自攻螺接，代表車型特斯拉鋼鋁混合車身；
2）采用自沖鉚接、自攻螺接等連接工藝，代表車型凱迪拉克CT6。
游俠X1在此基礎上，結合車身結構及性能要求，對比自沖鉚接等冷連接工藝與鋁點焊等熱連接工藝的特性，通過結構設計優化，綜合使用了上述連接方式。其所采用的連接工藝處于世 界 領 先水平。
四、成果應用情況
游俠X1鋼鋁混合車身先進連接工藝，通過三輪次、超過300組（自沖鉚接132組、鋁點焊及其他連接工藝200組）的實驗驗證和整車實際應用驗證，選擇出最優的連接工藝組合，應用在最合適的位置，并已實現連續8臺車身合格下線。
展開 機械式手剎及安裝支架分析及優化設計
一下為手剎金屬本體與旋轉軸銷的處理示意圖：
手剎金屬本體.jpg
旋轉軸銷.jpg
2.手剎安裝支架：手剎安裝支架網格大小可以適當進行縮小，大約5mm左右，點焊連接在車身地板上。車身地板可以適當進行截取，減少計算量與計算時間，但截取時需注意避免過小產生局部效應。
手剎安裝支架及部分地板.png
分析工況：約束地板截斷面處DOF1~6，在把手30~40mm處分別施加垂直于手剎把手的200N（常用載荷）力與400N（峰值載荷）力，線性靜力分析。得到分析結果如下：
200N工況位移.png
400N工況位移.png
200N工況應力.png
400N工況應力.png
優化方案：
1、將優化前黃色和藍色起筋部分做成和紅色部分齊平，在此基礎上將藍色部分和灰色部分做成深度為3mm的凹槽，如圖2藍色部分。
2、將紅色部分加寬7.5mm
3、將橙色部分沿法向向外移動3mm.
優化前支架.png
優化后支架.png
優化結果：200N工況由181.01Mpa下降至144.26Mpa，400N工況由362.01Mpa下降至288.52Mpa。結合SE部門對實際鈑金件生產要求，方案可行。
展開 MeshWorks焊點快速創建及參數化應用
點焊連接是車身連接中最常見的方式，一般采用ACM焊點類型建模。焊核用實體單元模擬，直徑根據焊點的實際直徑確定。在DEP MeshWorks中只需要一步生成，不需要導入幾何點，幾何線，效率相比較其他軟件提高一倍以上。
MeshWorks點焊步驟
1：利用Node by path選擇需要打焊點的節點，如下圖：
2：選擇有焊接關系的上下板
3：修改點焊參數，例如間距，實體單元尺寸等，最后“Realize”生成焊點；
完整步驟如下面動圖所示：
MeshWorks焊點參數化
MeshWorks可以極其方便的實現焊點參數化，動態得調整焊點間距，重新分布點焊單元，工程師不需要重新打焊點，也可以做焊點減重分析，這對于方案修改和優化非常有價值！
總結：
MeshWorks能夠直接在網格模型上快速生成焊點，操作簡單，只需要1位工程師一天時間，即可完成整個白車身的焊點生成工作；
生成的焊點可以動態的進行參數化調整，對于方案修改和優化非常有價值；
若您想咨詢MeshWorks軟件購買事宜，請下方掃碼或聯系18665820511或caesoft@qq.com。
展開 鋁合金沖壓板件在焊接上有什么要求？
焊裝鋁合金沖壓板件的工藝有以下幾點：
第一，鋁合金沖壓板件的電阻焊接;
目前，鋁合金的電阻焊一般采用中頻或高頻電阻焊工藝，該種焊接工藝只在焊鉗電極直徑大小范圍內，且在極短的時間內融化母材金屬而形成熔池，焊點迅速冷卻形成連接，產生鋁鎂粉塵的
可能性極小。產生的焊接煙塵大多是金屬表面和表面雜質的氧化物顆粒。焊接過程中都配有工位局部排風，能及時將這些顆粒通過風筒排到大氣中，基本不會產生鋁鎂粉塵的沉積。
第二、鋁合金板件的CMT 冷過渡焊接和氬弧焊;
特別強調一下這兩種焊接工藝，由于有不活潑氣體的保護，在高溫下，其融化金屬與氧氣的接觸不充分，在電弧的射流作用下，能夠產生顆粒度較小的鋁鎂金屬顆粒，并飛濺到工作環境
中，形成鋁鎂粉塵的沉積，存在鋁鎂粉塵爆炸的危險性，所以需要做好粉塵爆炸的預防及處理工作。
第三、鋁合金沖壓板件無鉚焊接工藝;
大概敘述一下，鋁板件無鉚連接就是通過壓力設備和專用模具將 2 層或多層金屬板件冷擠壓成型，然后形成一個具有一定抗拉和抗剪強度的內部鑲嵌連接點。其中連接板件厚度可以相同也可
以不同，可以有膠粘層或者其他中間層，材質也可以相同或者不同；
第四、鋁合金沖壓板件沖鉚連接工藝;
鋁板件沖鉚連接，是使用沖鉚設備，將沖鉚鉚釘壓入被連接材料，形成一個穩定、牢靠、美觀的連接點。其中的工藝特點是什么，下面看一下；
1）高強度，鎖鉚連接點的抗剪、抗拉動態疲勞強度，抗沖擊性能都高于或等于點焊連接點的強度；
2）可以目測連接質量。鉚釘完全打入工件中，同時在連接工件的另一側形成了一個凸出的接點，即認為是合格；
3）被連接材料無需事先鉆孔，工藝簡單；
4）連接點是密封的，不會進入氣、液，造成材料腐蝕；
5）對金屬、非金屬，不同材質、不同厚度、不同強度的金屬都可以連接。
展開 基于LS-DYNA的鋁合金前防撞橫梁結構設計與優化
其中鋼制外板和鋼制內板采用點焊的方式進行連接，點焊的一維Spot單元需要賦予100號的材料模型，同理，100號材料模型需要給出密度、泊松比、彈性模量和屈服強度，它們各自的數值為7800kg/m-3、0.3、210GPa和207MPa。而對于上底板和鋼制內板的連接以及上下底板和吸能盒的連接，我們采用縫焊的方式進行連接，模擬方式為RigidBody剛性單元，因此不需要對其賦予材料屬性。由于計算過程中屬于同一個部件的單元各自節點之間是不存在相對位移的，因此利用這一個屬性本文將下底板最外部一圈網格單元轉移到背板上，這樣這塊背板就能夠和整個原鋼制前防撞梁系統的下底板完全連接。
6）接觸設置
在仿真分析中，我們必須加上合理的接觸，否則各個部件之間就會相互滲透，將會導致計算出現嚴重的錯誤。對于鋼制外板和鋼制內板的點焊連接，焊點和鋼制內、外板采用的接觸是NodeToSurface，點面接觸，并且勾選TiedShell選項；而對于原鋼制前防撞梁系統各個部件之間的相互接觸，采用的接觸是SingleSurface，單面接觸。另外，為了模擬在整個原鋼制前防撞梁系統后面的整車模型，原鋼制前防撞梁系統后面的背板將會承載原鋼制前防撞梁系統后面整車模型的重量，本次仿真中給背板每一個節點做了765g的質量加載，原鋼制前防撞梁系統總共將重達1.2t。由于計算過程中屬于同一個部件的單元各自節點之間是不存在相對位移的，因此利用這一個屬性本文將下底板最外部一圈網格單元轉移到需要施加質量的背板上，這樣這塊1.2t的背板就能夠和整個原鋼制前防撞梁系統的下底板完全連接。另外，在原鋼制前防撞梁系統前面建立無邊界的、幾何形狀為平板的剛性墻，設置摩擦系數為0.2，它將保持不動，并賦予原鋼制前防撞梁系統邊界條件為其具有初始速度4km/h，這樣原鋼制前防撞梁系統整體將以一定的初速度向平板剛性墻撞去。
展開 基于LS-DYNA的鋁合金前防撞橫梁結構設計與優化
其中鋼制外板和鋼制內板采用點焊的方式進行連接，點焊的一維Spot單元需要賦予100號的材料模型，同理，100號材料模型需要給出密度、泊松比、彈性模量和屈服強度，它們各自的數值為7800kg/m-3、0.3、210GPa和207MPa。而對于上底板和鋼制內板的連接以及上下底板和吸能盒的連接，我們采用縫焊的方式進行連接，模擬方式為RigidBody剛性單元，因此不需要對其賦予材料屬性。由于計算過程中屬于同一個部件的單元各自節點之間是不存在相對位移的，因此利用這一個屬性本文將下底板最外部一圈網格單元轉移到背板上，這樣這塊背板就能夠和整個原鋼制前防撞梁系統的下底板完全連接。
6）接觸設置
在仿真分析中，我們必須加上合理的接觸，否則各個部件之間就會相互滲透，將會導致計算出現嚴重的錯誤。對于鋼制外板和鋼制內板的點焊連接，焊點和鋼制內、外板采用的接觸是NodeToSurface，點面接觸，并且勾選TiedShell選項；而對于原鋼制前防撞梁系統各個部件之間的相互接觸，采用的接觸是SingleSurface，單面接觸。另外，為了模擬在整個原鋼制前防撞梁系統后面的整車模型，原鋼制前防撞梁系統后面的背板將會承載原鋼制前防撞梁系統后面整車模型的重量，本次仿真中給背板每一個節點做了765g的質量加載，原鋼制前防撞梁系統總共將重達1.2t。由于計算過程中屬于同一個部件的單元各自節點之間是不存在相對位移的，因此利用這一個屬性本文將下底板最外部一圈網格單元轉移到需要施加質量的背板上，這樣這塊1.2t的背板就能夠和整個原鋼制前防撞梁系統的下底板完全連接。另外，在原鋼制前防撞梁系統前面建立無邊界的、幾何形狀為平板的剛性墻，設置摩擦系數為0.2，它將保持不動，并賦予原鋼制前防撞梁系統邊界條件為其具有初始速度4km/h，這樣原鋼制前防撞梁系統整體將以一定的初速度向平板剛性墻撞去。
展開 
Simufact在電池包焊接中的應用
電池包焊接變形預測
裝配結構需要順序連續焊接或點焊連接。因此，定義焊接順序和位置對焊接裝配過程是很重要的。通過模擬能夠預測焊接順序和位置選擇變形較小的方式，從而有效提高產品質量和降低成本。Simufact.welding軟件可以精確預測焊后變形，為工藝參數設定提供前期指導。
電池包殘余應力預測
模擬焊接過程的目標是控制焊接過程使應力梯度和表面拉應力更小，因此載荷循環結束后裂紋出現的更少，部件的壽命增加。另外還可以在部件表面出現壓應力，有助于改善部件質量避免由于拉應力造成的腐蝕危險。采用Simufact有限元仿真軟件，可以通過優化工藝來減少焊后殘余應力。
電池包焊接工藝優化
Simufact軟件通過鼠標拖拽即可快速修改焊接順序，通過調整不同工藝參數，對比分析不同結果，即對焊接工藝進行優化。輔助用戶得到合理工藝。
分析熱影響區
材料數據庫
Simufact.welding軟件自帶材料數據庫，包括鋼、鐵、鋁合金、鎂合金、高溫合金、鈦合金等，材料條目超過六百種供用戶使用。和JMatPro專業材料數據仿真軟件的直接接口，也可以導入所需要的材料模型。
展開 汽車結構膠仿真模型MAT_169材料卡片的制作
隨著汽車輕量化技術的發展，車身所用材料呈現出多樣化的趨勢，由于異種材料之間的物理、化學和力學性能方面存在較大差異，因此多材料輕量化車身對連接技術提出了新的挑戰。
傳統點焊連接由于技術瓶頸和成本的原因，無法廣泛應用于異種材料的連接；而鉚接和螺栓連接則在連接處有顯著的應力集中。
結構膠廣泛應用
結構膠連接作為一種新型連接技術，具有良好的異種材料連接性能，且有利于車身輕量化、提高車輛的碰撞性能和增加車身結構的剛度、強度和耐久性，同時結構膠連接技術也解決了傳統連接技術可能產生的應力集中和疲勞強度差等問題。目前，結構膠已廣泛應用于車身側圍、車頂、電池包支架等關鍵部位。據行業預測，未來五年內，單車結構膠用量將增長30%以上，成為汽車輕量化與安全設計的核心支撐技術。
結構膠接頭仿真分析
評估粘接接頭質量的方法往往是利用力學試驗去測試粘接接頭的性能。然而許多物理實驗耗時、費力、成本昂貴，而對整車的力學測試則需要更多的設備。
仿真分析能夠通過建立精確的模型，模擬結構膠在不同載荷條件下的力學行為。然而，仿真分析的準確性高度依賴于模型參數的設置。如果參數設置不準確，模擬結果與物理試驗之間可能存在較大誤差。因此，模型標定過程成為確保仿真結果可靠性的關鍵步驟。
仿真模型選擇
在結構膠連接的仿真模擬中，內聚力模型（Cohesive Zone Model, CZM）被廣泛用于描述膠層在載荷下的力學響應。內聚力模型通過定義內聚力與裂紋張開量之間的關系，能夠合理反映膠層失效界面附近的強度、韌度等物理屬性。
MAT_169（MAT_ARUP_ADHESIVE）是仿真分析軟件中提供的一種內聚力模型，專門用于模擬結構膠的力學性能。
展開 汽車后流水槽區域感官品質提升方法研究
此外采用點焊工藝，當點焊工藝用在可見面上時，焊點會出現扭曲、成形不良、焊點間距不均勻等問題，因此需要對側圍后流水槽區域進行優化。
圖1 某車型側圍后流水槽區域產品結構圖
圖2 側圍后流水槽區域實車效果圖
優化方案確定
焊接方式優化
采用激光釬焊進行焊接，激光釬焊的原理是通過激光加熱釬料使之熔化而充分填充焊縫的一種技術。其優點是焊接時無需增加壓力，釬料熔點低，無需加熱到較高溫度，因此應用于外觀面焊接，可以有效避免點焊壓力引起的焊接變形和焊點壓痕問題，主要應用于側圍和頂蓋的匹配處以及尾門外板，部分應用于側圍后流水槽區域，如圖3 所示。
圖3 激光釬焊在汽車上的應用
激光釬焊雖然能提高外觀面感官質量，但其缺點是產線需改造，激光釬焊設備及關鍵元件投入昂貴、成本高，對沖壓零件尺寸精度要求高，翻邊外露、提升效果有限。因此激光釬焊技術在汽車上的應用具有一定局限性。
產品結構優化
在現有的側圍和后流水槽產品結構形式的基礎上重新定義分塊線，如圖4 所示，優化結構后的側圍法蘭邊和后流水槽法蘭邊采用點焊連接，隱藏于D 柱飾板下方不可見。其優點是無需產線改造，不增加焊接成本，相比激光釬焊成本更低，法蘭搭接、焊接變形和焊點壓痕均不可見，大大提高了該區域精致性和美觀性。因此認為該方案為提升汽車后流水槽區域感官品質的最優方案。
圖4 側圍后流水槽區域優化后結構
CAE 沖壓仿真分析
對側圍和后流水槽兩個零件進行沖壓仿真模擬優化分析：側圍尾部產品結構可實施正修工藝方案，無需側修，減少了側翻整區域，降低了側圍模具復雜程度和生產制造成本，也減少了調試難度和時間；后流水槽工藝方案經過多種方案對比優化分析，確定拉延成形+后序上整形的工藝方案為最合理工藝方案。
展開 整車碰撞學習筆記-01
前處理
連接關系
可變形體與剛性體的連接：1、共節點實現；2、可用interface中定義一個XtraNode類型的接觸來實現連接。
剛性體與剛性體之間的連接：一種是通過在component的card edit選中RigidbodyMerge，通過對*CONSTRAINED_RIGID_BODIES進行編輯來定義。另一種是用interface選項中定義一個ConstRigidRbody類型的接觸來實現連接。
Lsdyna提交計算提高計算效率，報內存不足錯誤的通常解決辦法：NCPU設置為8，MEMORY設置為2000000000。
整車碰撞仿真中，通常設置NCPU的個數盡可能多，MEMORY設置為800-1200m。
含預緊力仿真
檢查焊點是否自由，檢查1d單元：
先按F10
兩個從節點不能放在一起。
節點對齊：
beam焊點：
點焊連接的關鍵字是 *CONSTRAINED_ SPOTWELD, 是一種可以設定破壞的連接方式。
但是要注意，*CONSTAINED_SPOTWELD只可用在BEAM,SHELL單元上，不能用在TSHELL,SOLID單元上，后兩者要用*CONSTRAINED_RIVET
焊點歸類：
車身系統的焊點放在對應系統的include文件中，注意新增加的焊點是否超過預設的節點號和單元號范圍，是否與其他系統的單元或者節點id發生沖突。系統與系統之間的連接所用的焊點放在其中一個include文件中。
Box在建立接觸中的應用：
在建立接觸時，從接觸中既建立了set集合又建立了Box集合則最終的從接觸是set集合和Box集合的交集。
Box在建立速度加載的應用：
通過創建Box，給Box一定的速度，讓Box里面的部件運動起來。
展開 