ansys 焊縫的案例
ANSYS Mechanical聯合ANSYS nCode DesignLife 在實體焊縫疲勞分析
引言：ANSYS nCode DesigenLife具有強大的焊縫疲勞分析能力，由于分析過程的復雜性， ANSYS Workbench工作平臺預定義7類nCode DesignLife疲勞分析模塊并不包括對于焊縫疲勞的相關分析，需要間接完成。
ANSYS nCode DesigenLife焊縫疲勞分析能夠對薄壁結構進行，同時也能夠基于非薄壁結構進行實體焊縫疲勞模擬，如圖1所示。
實體焊縫疲勞分析，基于結構應力法，對于實體網格建立的焊縫分析具有相當的普適性，相對于熱點應力法，無需對網格進行強制控制。
限于篇幅，本文僅對實體焊縫疲勞分析一般流程進行概述。
① 基于“DesignLife theory”對實體焊縫疲勞分析方法進行概述；
② 基于ANSYS Mechanical創建有限元求解；
③ 基于nCode Weldline創建實體焊縫信息；
④ 基于ANSYS nCode DesignLife進行實體焊縫疲勞求解引擎求解。
圖1
一、實體焊縫模型創建準則
1、ANSYS nCode DesignLife實體焊縫分析方法
ANSYS nCode DesignLife實體焊縫分析理論中對于實體焊縫評估采用結構應力法，與熱點應力法（距離焊趾表面一定距離的兩點或三點，進行線性或二次插值計算來確定焊趾處的熱點應力值，如圖2所示）相比較，結構應力法對于網格無需特殊考慮，對網格敏感程度相對較低。
圖二
結構應力法滿足平衡條件并可以采用結構力學的方法進行計算，結構應力是膜應力和彎曲應力之和。結構應力法需要用戶自定義“Stress Classification Lines (SCL)”應力等級線去確定膜應力和彎曲應力。
展開 ANSYS Mechanical聯合ANSYS nCode DesignLife 在實體焊縫疲勞分析
作者 | 付穌昇 安世中德結構仿真咨詢專家
首發 | 仿真秀（ID:fangzhenxiu2018）
引言：ANSYS nCode DesigenLife具有強大的焊縫疲勞分析能力，由于分析過程的復雜性， ANSYS Workbench工作平臺預定義7類nCode DesignLife疲勞分析模塊并不包括對于焊縫疲勞的相關分析，需要間接完成。
ANSYS nCode DesigenLife焊縫疲勞分析能夠對薄壁結構進行，同時也能夠基于非薄壁結構進行實體焊縫疲勞模擬，如圖1所示。
實體焊縫疲勞分析，基于結構應力法，對于實體網格建立的焊縫分析具有相當的普適性，相對于熱點應力法，無需對網格進行強制控制。
限于篇幅，本文僅對實體焊縫疲勞分析一般流程進行概述。
① 基于“DesignLife theory”對實體焊縫疲勞分析方法進行概述；
② 基于ANSYS Mechanical創建有限元求解；
③ 基于nCode Weldline創建實體焊縫信息；
④ 基于ANSYS nCode DesignLife進行實體焊縫疲勞求解引擎求解。
圖1
一、實體焊縫模型創建準則
1、ANSYS nCode DesignLife實體焊縫分析方法
ANSYS nCode DesignLife實體焊縫分析理論中對于實體焊縫評估采用結構應力法，與熱點應力法（距離焊趾表面一定距離的兩點或三點，進行線性或二次插值計算來確定焊趾處的熱點應力值，如圖2所示）相比較，結構應力法對于網格無需特殊考慮，對網格敏感程度相對較低。
展開 角焊縫（殼體）疲勞在ANSYS nCode DesigenLife的創建與計算原則淺述
ANSYS nCode DesigenLife焊縫疲勞分析最初用于汽車行業薄板結構(1-3 mm) 的焊接分析模擬，采用薄殼搭建有限元模型，相關工業應用也都針對于此類結構進行。ANSYS nCode DesigenLife焊縫疲勞分析采用結構應力法進行計算，具有好的網格不敏感性，目前該方法也適用于以實體建模的焊縫疲勞分析。
限于篇幅本文僅針對角焊縫（殼體）焊縫單元創建和計算的準則基于ANSYS nCode Theory手冊進行編寫，關于搭接焊縫、激光焊等請參考相關文獻資料。
兩名筆者水平極為有限，錯誤必然較多，另原稿成稿較早且截取原稿部分并非完整，某種程度未能緊跟相關技術發展，因此嚴禁直接應用于企業項目的產品分析以免造成重大事故和傷害。另外本文建立的焊縫有限元模型不能作為評估焊縫極限強度的方法進行使用。
一、殼體焊縫有限元建模通用原則
不同類型的焊縫形式具有不同的分析方式，需要根據焊縫種類進行分組，每一個有限元輸入分組應對應疲勞引擎中對應的有限元焊縫類型，并設置一個合理的參數數值。
對于以薄殼單元建立焊縫有限元建模具有一定的通用準則：
① 網格應以4節點四邊形單元為主，表達金屬薄板的中面。
② 以單排或雙排殼單元進行焊縫建模表達。
③ 焊縫網格規整，尺寸以5mm為最好，規避三角形網格出現。
④ 疲勞分析焊縫單元需設置特殊焊接屬性。
⑤ 焊縫單元法向保證設置法向朝外。
⑥ 毗鄰焊縫的單元的非平均化節點應力被提取作為焊趾和焊根疲勞計算評估使用，該應力也可以是平均化的或在單元邊長的中點處進行計算，通過在“ANSYS Group Properties”中設置“WeldLocation = MidElementEdge”進行考慮。
展開 干貨 | ANSYS Ncode焊縫疲勞壽命評估方法簡介
當需要對焊喉部位進行壽命評估計算時，Ncode將基于焊縫單元的兩個焊縫邊計算應力值，然后平均到中心位置。網格力方法要求采用線性單元。
7. Ncode焊縫疲勞壽命評估算法評估了彎曲應力對總應力的貢獻度，根據占比大小取確定，焊縫為剛性或柔性，不同的彎曲力占比，需要采用不同的S-N材料曲線，軟件會根據彎曲應力比重S-N曲線進行自動插值處理。
ANSYS Ncode Designlife焊縫疲勞仿真流程
斯姆勒精品案例：基于ANSYS子模型技術的焊縫結構的精細化計算
基于ANSYS子模型技術的焊縫結構精細化計算
掌握ANSYS焊縫子模型分析技巧
●技術背景
焊縫（welded seam）利用焊接熱源的高溫，將焊條和接縫處的金屬熔化連接而成的縫。焊縫金屬冷卻后，即將兩個焊件連接成整體。根據焊縫金屬的形狀和焊件相互位置的不同，分對接焊縫、角焊縫、塞焊縫和電鉚焊等；
焊接失效就是焊接接頭由于各種因素，在一定條件下斷裂（如：應力、溫度、材質、焊接質量和實際使用工況條件等）。接頭一旦失效，就會使相互緊密聯系成一體的構件局部分離、撕裂并擴展，造成焊接結構損壞，致使設備停機，影響正常生產。；
焊接失效
（1）因設計不合理，存在局部剛性過大，應力集中的現象。
（2）材料缺陷。鑄鋼件相對于軋制板材存在著沖擊韌度差，屈服強度低的特點，還有焊接工藝制定不合理、焊接規范的運用不當、焊接方法的選擇不正確等。
（3）焊工技術水平高低與焊接位置的好壞；還有焊接檢驗水平，包括對材質的檢驗和焊縫檢驗等。另外，環境溫度對焊接質量也是一個重要的影響因素。
展開 4/28 Ansys nCode DesignLife焊縫疲勞分析詳解
內容簡介
首先，介紹焊縫疲勞行為特點；進而，說明焊縫疲勞分析的名義應力法（如：BS7608）和結構應力法（如：Volvo (Shell單元)& ASME (Solid單元)基本原理，在Ansys系列軟件中的實現流程及案例；最后，介紹Ansys Mechanical 近年在處理焊縫建模的功能改進以及在Mechanical UI下調用nCode DesignLife開展焊縫疲勞分析的方法、流程及案例。
面向受眾
重型機械、風電、汽車（零部件）、航空航天、造船、橋梁、電子信息、海洋鉆探及高層建筑等行業需要對焊縫結構進行強度及疲勞分析的仿真工程師，相關科研人員及高校師生。
展開 基于ANSYS的某焊接件兩焊縫在順序焊接過程中的分析（生死單元應用案例）
網格單元
本實例中順序焊接分為如下步驟：
第一步0-1秒：右側焊接穩態分析（殺死左焊縫，施加右焊縫溫度和焊接件參考溫度）
第二步1-100秒：相變分析（刪除溫度載荷，施加對流熱傳導）
第三步100-1000秒：右側焊縫凝固分析
第四步1000-1001秒：激活左側焊縫單元進行穩態分析（施加左焊縫溫度）
第五步1001-1100秒：左焊縫相變分析
第六步1100-2000秒：左側焊縫凝固分析
第七步：結果后處理
ANSYS命令流：
FINISH
/FILNAME,Exercise ! 定義隱式熱分析文件名
/PREP7 ! 進入前處理器
ET,1,SOLID70 ! 選擇8節點實體熱分析單元
MP,KXX,1,.5e-3
MP,C,1,.2
MP,DENS,1,.2833
MPTEMP,1,0,2643,2750,2875,3000
MPDATA,ENTH,1,1,0,128.1,163.8,174.2,184.6 ! 定義右焊縫材料熱物理性能
MP,KXX,2,.5e-3
MP,C,2,.2
MP,DENS,2,.2833
MP,KXX,3,0.5e-3 ! 定義兩塊鋼板的熱物理性能
MP,C,3,.2
MP,DENS,3,.2833
MPTEMP,1,0,2643,2750,2875,3000
MPDATA,ENTH,3,1,0,128.1,163.8,174.2,184.6 !
展開 機械領域如何用Ansys破解核心部件失效難題？
這些實戰技巧，正是技術鄰Ansys培訓的核心教學內容，講師會以企業實際活塞模型為案例，手把手指導全流程操作。
精密機床框架對熱變形極為敏感，溫度變化1℃即可導致微米級變形，傳統設計中熱變形引發的加工誤差可擴大至0.02mm，遠超高端制造領域±0.005mm的精度要求。Ansys通過“穩態計算-模態分析-耦合優化”三步法實現精準管控，而技術鄰則將這套方法拆解為可復制的教學模塊：在穩態熱應力分布計算環節，Ansys可定位框架焊縫、拐角等應力集中部位，技術鄰講師會指導學員通過仿真發現床身拐角處應力比其他區域高52%，并教授將直角拐角優化為R15mm圓弧的實操技巧，使局部應力降低30%；熱應力模態分析環節，講師會結合機床主軸10000r/min的運行工況，講解如何通過Ansys識別框架固有頻率偏移8Hz的問題，以及增加加強筋調整結構剛度的方法，最終使共振風險降低90%；間接耦合分析環節，學員將學習如何關聯熱場與結構場數據，預測不同環境溫度下的變形量，技術鄰講師還會分享為某儀器企業設計溫度補償算法的案例，幫助學員掌握將變形誤差從0.02mm修正至±0.005mm的核心技能。
技術鄰的Ansys定制培訓始終以企業實際需求為導向，針對機械領域熱應力痛點，將上述案例拆解為“理論講解+實操演練+課后輔導”的完整課程。培訓中，學員可提交自家企業的活塞、機床框架等模型，講師針對性指導優化方案，確保“學完即能用”。通過培訓，90%的工程師可在1個月內獨立完成類似核心部件的熱應力分析項目，真正讓Ansys技術轉化為破解部件失效難題的實際能力。
企業培訓聯系人手機號：18602195606
展開 將軟件與標準規范結合，顯著提高計算效率
基于FKM規范開發的FKM inside ANSYS軟件以及基于VDI2230規范開發的Bolt Assessment inside ANSYS軟件實現了標準規范軟件化應用，與國際通用大型仿真軟件ANSYS集成在一起，提升技術標準規范的易用性，同時也比手動計算顯著提高計算效率，在歐洲各領域得到了大范圍的應用，近兩年來國內企業用戶也在快速增長。
左圖：FKM inside ANSYS焊縫評估/右圖：螺栓評估
標準規范軟件化封裝是產品研發平臺化重要一環
如果說有哪種策略可以讓研發項目的質量、成本和進度三個方面同時得到提高，那就是平臺化開發，產品研發平臺化指的的是由一系列產品研發的共用工具、核心應用組件及技術平臺組成，是整個系列產品所采用的共同要素集合，包括共用的系統架構、子系統、模塊/組件、關鍵技術等。
其中標準規范是關鍵技術中重要的一環，安世亞太在參與企業研發平臺建設過程中通過對企業常用標準規范的軟件化封裝工作，例如針對核電設備力學分析評價的ASME和RCC、軍用裝配實驗室環境試驗方法的GJB150、中國船級社針對海洋結構物評估的指南以及CASE2605-1等諸多規范，均形成了基于規范的工程化應用系統。
基于Case2605-1加氫反應器蠕變疲勞分析系統
標準規范特定功能應用為工程化應用系統添磚加瓦
有些標準規范內容復雜，而實際情況企業常用功能只是其中一部分，針對這種情況可以將開發聚焦在特定功能開發，例如只針對載荷的施加，只針對結果的評估等。
展開 百篇ANSYS論文分享（一）（2013-09-02）
數百篇ANSYS論文分享.doc
以下是部分：
1、
基于ANSYS的異形封頭可靠性分析及優化設計
2、
基于ANSYS的行星齒輪傳動系統有限元分析
3、
基于ANSYS的新型人字齒同步帶受力分析
4、
基于ANSYS的新型結構永磁直線同步電機力性能研究
5、
基于ANSYS的諧波減速器杯型柔輪應力分析與參數優化
6、
基于ANSYS的小半徑陡坡路段混凝土面板受力分析
7、
基于ANSYS的渦輪鉆具密封支承節溫度場分析
8、
基于ANSYS的巷道頂板錨固系統托盤尺寸參數優化
9、
基于ANSYS的退火爐臺結構優化設計
10、
基于ANSYS的土石壩應力變形有限元分析
11、
基于ANSYS的鐵路客車車體結構參數化研究
12、
基于ANSYS的提環有限元分析及優化
13、
基于ANSYS的鈦合金電子束焊縫形貌預測及驗證
14、
基于ANSYS的塔機起重臂靜力學與模態分析
15、
基于ANSYS的塔機力矩限制器變形比例的分析計算
16、
基于ANSYS的索_混凝土組合梁節點的靜力分析
17、
基于ANSYS的塑料檢查井肋板設計高度的力學分析
18、
基于ANSYS的水下井口力學性能分析
19、
基于ANSYS的數控機床主軸單元的動態特性仿真分析
20、
基于ANSYS的雙閉室復合材料薄壁梁的振動模態分析
21、
基于ANSYS的食品制冷機組壓縮機隔振體系的動力學分析
22、
基于ANSYS的深溝球軸承接觸應力有限元分析
23、
基于ANSYS的熱聲制冷機諧振管強度的驗證
24、
基于ANSYS的全焊接球閥焊接過程的溫度場分析
25、
基于ANSYS的球殼開孔接管區應力分析
26、
基于ANSYS的橋式起重機卷筒優化設計
27、
基于ANSYS的橋梁檢測車回轉平臺有限元分析及結構優化
28、
基于ANSYS的汽車制動盤溫度場仿真分析
展開 Ansys新品發布會 | 4月即將上線活動
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4月28日 | Ansys nCode DesignLife焊縫疲勞分析詳解
簡介：本次會議首先介紹焊縫疲勞行為特點；進而說明焊縫疲勞分析的名義應力法（如：BS7608）和結構應力法（如：Volvo (Shell單元) & ASME (Solid單元) 基本原理，在Ansys系列軟件中的實現流程及案例；最后，介紹Ansys Mechanical 近年在處理焊縫建模的功能改進以及在Mechanical UI下調用nCode DesignLife開展焊縫疲勞分析的方法、流程及案例。
展開 
Ansys新品發布為工程仿真再創新高 | 系列網絡研討會開放報名
焊縫疲勞分析詳解
Mechanical/Ansys nCode DesignLife
預約
5/5
Ansys 2022 R1 電子產品結構可靠性新功能更新
Mechanical/Sherlock
預約
5/6
LS-DYNA SALE瞬態流固耦合分析
LS-DYNA
預約
5/10
Ansys Motion 多體動力學分析功能更新及熱門應用分享
