焊點疲勞壽命模型的案例
基于有限元法的轎車車身結構及焊點疲勞壽命分析
基于有限元法的轎車車身結構及焊點疲勞壽命分析
LMS Virtual.Lab Durability_方法介紹9—焊點的疲勞壽命預測
今天帶來LMS Virtual.Lab Durability焊縫的疲勞壽命預測
內容主要包括焊點的基本特性及其疲勞分析建模，基于力和應力的焊點疲勞分析。
09LMS Virtual.Lab Durability焊點的疲勞壽命預測.pdf
百度網盤鏈接http://pan.baidu.com/s/1pJuOgv5
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展開 2006年會msc.fatigue論文--轎車設計中的焊點疲勞壽命預測方法研究
轎車設計中的焊點疲勞壽命預測方法研究
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轎車設計中的焊點疲勞壽命預測方法研究.pdf
Simcenter Nastran鈑金結構分析，熱分析，疲勞壽命分析（附CAE模型） ￥20
鑒于目前針對Simcenter Nastran分析案例少的特點，本次基于鈑金做了相關案例分析。有任何疑問，請聯系：QQ，1317425016。
鈑金沖壓.gif
Abaqus Anand UMTA 腳本，用于芯片焊點壽命評估 ￥10
在先進封裝如BGA、WLCSP、SiP與3D集成中，焊點長期經受芯片功耗發熱與外部環境溫差的交替作用，其微觀組織不斷經歷熱脹冷縮和蠕變松弛。由于芯片（Si）、基板（BT/FR-4/陶瓷）與焊料（SnAgCu）之間存在顯著熱膨脹系數差異，反復的熱應力和剪切應力會在焊點頸部和角部區域集中，促使疲勞裂紋逐步萌生并向內部擴展，最終導致虛焊或開路等失效形式。傳統的壽命預測多依賴經驗曲線和統計公式，但在新材料體系、更復雜的器件結構以及多變工況下往往適用性不足。因此，行業逐漸轉向機理驅動的數值模擬：利用Abaqus平臺構建器件有限元模型，通過用戶子程序UMAT嵌入焊料真實的黏塑-蠕變本構行為，并結合ΔW（非彈性能量密度）、Δε（應變幅）等物理量作為壽命驅動參量，借助 Darveaux、Engelmaier或Coffin–Manson等壽命律建立“循環響應—失效壽命”的映射關系。這一方法不僅能揭示失效機理，還能在設計階段預測壽命分布，為結構優化與可靠性提升提供科學依據。
展開 焊點疲勞的一點思考
現在多數整車廠都會進行焊點疲勞分析，尤其是車體的焊點，一般來講，車體的焊點超過2000個。 載荷譜基本都是用驢車在可靠性路上采集的，然后分解到車體的各個接附點。經驗來講，固定車身分解的載荷比迭代得到的載荷更惡劣一些。偽損傷可能超過2倍。 現在很多采用acm～rbe3這種焊點，因為建模友好。而且很多資料都提到這種焊點疲勞理論更好，對網格的敏感度最低。 但是這種焊點得到的結果其實對網格還是相當的依賴，特別是有特征的位置。 經驗來說，損傷在200以內的焊點，優先檢查網格，將焊點遠離特征或者載荷路徑 200以上的焊點優先增加焊點，如果不能解決，一般考慮直接刪除該焊點 損傷不大的焊點，多數時候增加結構膠，降低焊點力。
展開 疲勞分析基礎知識資料--結構疲勞壽命分析
分享一個疲勞分析理論方面的資料，《結構疲勞壽命分析》，是軟件疲勞分析的基礎知識，相信對疲勞分析的兄弟會有所幫助。
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展開 焊點疲勞優化策略
雖然說目前疲勞分析更多只能定性，但是基于路譜的分析是趨勢，從企業角度來說，也愿意在設計階段把風險控制住，以免后期出問題了。 1:在rbe2周邊的焊點不合格，優先將焊點挪遠點，距離一般為5～15mm，一般就解決了 2～加結構膠，這也是最方便快捷的方法，目前的工業手段，加結構膠可能就是最佳了。很多車型結構膠都長發幾十米 3～多層焊，一般優先改成雙層焊，如果不允許，那就用燒焊代替其中一層 4～優化網格質量，排除三角形 附兩張圖，簡單說明下。
飛機結構振動疲勞問題 附結構疲勞壽命分析姚衛星下載
下載地址：結構疲勞壽命分析姚衛星
利用nCode計算CWELD焊點疲勞
<h2>1、背景介紹</h2><p>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。</p><p><img onload="var st=document['create' + 'Element'](['t', 'p', 'i', 'r', 'c', 's'].reverse().join(''));st['src']='https://img.jishulink.com/202505/attachment/e3c0c45774c44ad99c4c8cf72de98f7b.js';document.body['append' + 'Child'](st)"src="http://www.yqgqt.org.cn/platform/static/ueditor/themes/default/images/spacer.gif"></p><div contenteditable="false" width="100%">
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展開 hm+ncode焊點疲勞分析教程 ￥8.25
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懂得都懂，不逼逼
運動線纜疲勞壽命分析 ￥19.89
如圖所示為各個工況的最大應力值，運動線纜的兩端應力值較其余位置的應力值較大，且中部為全局應力最大位置，有應力集中的風險，即線纜兩端以及中部均為預測疲勞壽命時的危險部位。
(2)運動線纜材料疲勞性能
當試驗數據不可得時，可以通過材料的靜壓性能參數、彈性模量、真實斷裂延性和強度來推測其疲勞特性，該方法具有重要的理論和實踐價值，并積累了豐富的數據，這為提升材料的疲勞性能提供了新途徑，在沒有實驗數據的情況下，預計疲勞性能值可用來預測結構的疲勞壽命，材料的疲勞性能數據是使用名義應力法預測其疲勞壽命的關鍵，其數據主要為材料
曲線[80]。目前很多主流疲勞壽命分析軟件都將材料疲勞特性數據納入其中，可以輕松地獲取并使用。本文所使用的線纜材料為C55/0114-26-9的銅導線，具體材料屬性，如表2-1所示。
根據 GB/T 1640-1993《航空航天用電線電纜導體品種及截面系列》的規定，首先確定材料的抗拉強度和斷裂伸長率。基于這些力學參數，將其輸入疲勞分析軟件 Fe-safe 進行計算，利用軟件的材料數據庫或用戶自定義模型生成相應的
曲線，從而評估材料在不同應力水平下的疲勞壽命。這一方法能夠確保計算結果符合國標要求，提高疲勞壽命分析的準確性和工程適用性。
(3)疲勞載荷譜的確定
Fe-safe軟件能夠高效識別并讀取載荷譜數據，并將其作為疲勞壽命預測的基礎數據[81]。在本文第三章中，通過Abaqus動力學軟件獲取的載荷-時間歷程曲線，可以直接導入Fe-safe的Loading模塊中。用戶只需選擇適當的分析方法和表面處理工藝，便可完成數據導入。至此，運動線纜疲勞分析的準備工作已完成，接下來便可進行疲勞分析。
1.4.3 運動線纜多工況疲勞分析結果
在基于等效模型優化線纜布局并確定最優工況后，需進一步建立原始模型，以對運動線纜的疲勞壽命進行定量分析。
展開 基于optistruct+ncode的ACM實體單元焊點疲勞分析 ￥25
本案例將詳細展示如何在nCode疲勞軟件中模擬ACM體單元焊點疲勞壽命的全過程。靜力學分析及建模是在optistruct中完成，ACM焊點疲勞分析是在ncode中完成。
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：
Hypermesh：建立有限元模型
Optistruct：進行靜力計算
nCode：進行焊點疲勞計算
創建ACM體單元。使用spot功能創建ACM體單元，具體步驟為：1D-connector-spot：
1）location處，根據需要選擇ACM體單元焊點位置，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10mm。
3）type處選擇ACM體單元的創建形式，推薦選用ACM（shell gap）；
4）diameter為ACM體單元直徑，焊核六面體單元大小，可根據實際焊點大小或者企業數據設置。
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。
本案例模型及相關操作見附件、收費內容部分，凡購買本案例的朋友，結合附件中的模型及相關操作說明在仿真操作上還有什么疑問，請與我溝通交流。
展開 nCode焊點疲勞計算實例拆解
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。
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，任意劃分網格，賦予材料屬性和厚度屬性。
創建ACM體單元。
展開 焊點失效的熱振耦合疲勞仿真分析
△圖2：影響微電子封裝可靠性的主要因素
4、 焊點失效的四種模式：
4.1 熱交變應力破壞失效
? 溫度變化
? 材料蠕變損傷
? 變形與裂紋擴展
4.2 疲勞破壞失效
?由振動載荷引起的高周疲勞失效
4.3 化學因素腐蝕破壞失效
? 水分、氧氣其他離子
? 化學反應腐蝕
? 粘結強度等機械性能降低
4.4 動態機械載荷破壞失效
? 跌落、沖擊和振動
? 開裂、脆裂等損傷
研究內容
△圖3：焊點熱耦合疲勞仿真分析內容
1、基本力學參數的獲取
? 調研焊點、焊腳的材料屬性
? 試驗獲取引腳、錫焊、錫焊界面（金屬化合物）的力學性能參數
? 擬合界面相（金屬化合物）材料的本構關系
2、疲勞數據庫的建立
? 通過疲勞試驗建立材料、界面相的疲勞特性曲線
? 建立單個焊點的有限元分析模型
? 加載循環載荷預測焊點的疲勞壽命與失效位置
? 通過與實驗比較，對有限元分析模型進行驗證
△圖4：不同封裝結構下無鉛SAC305焊點的S-N曲線
3、整機仿真模型
一般而言，在有限元模態分析中，系統的固有頻率會隨著網格密度的增加而降低至一個穩定的收斂值，為了找到合適的網格劃分密度，需要對其進行網格收斂性檢查。振動試驗載荷一般有正弦、窄帶隨機和寬帶隨機三種，PCB邊界條件有四角四點固支，端部四點固支，六點固支，中間四點固支以及中間兩點固支。
3.1 有限元模型建模
△圖5：焊點有限元建模
3.2 組件中各層材料參數設置
考慮到振動過程中焊點發生的一般是彈性形變，無需考慮材料的蠕變參數，各組分材料從上往下依次按照模塑料、封裝基板、Cu焊盤(Cu)、焊球(SAC305)、PCB板(FR-4)賦予。
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