衬套是机械行业常用的元器件,在汽车中也多处用到,主要起隔振密封的作用。那么在有限元仿真分析中,也有相应的单元来进行等效模拟。今天我们就看看Abaqus中Bushing单元的使用。为了简单,建立如图1所示的示例模型,是用Bushing单元连接的两个板件。
而这里使用Bushing单元来模拟两个板件之间的点焊连接,通过定义Bushing的弹性,塑性或损伤行为来模拟焊点的力学性能。
图1 示例模型
先按图1搭建一个简单模型,在第一个示例,只定义连接器的弹性行为,第二个示例,定义弹性及塑性行为,第三个示例中,定义弹塑性及损伤行为。弹性行为定义如图2所示,只定义竖向Y方向的刚度D22,这其实就是一线弹性弹簧,刚度1000N/mm。图3中定义了弹性和塑性,200N时发生屈服,与弹塑性材料类似,定义塑性等向强化。图四中,除弹塑性外,另增加了损伤选项,指定拉力250N时开始损伤,直至失效。
从结果看,只定义弹性行为时,力与位移成正比,所以位移1mm,力1000N。而当定义了基于力的塑性行为,当连接器上力达到200N时连接器进入塑性阶段,刚度降低为800N/mm,当位移达到1,连接器的力为400N。而当定义损伤初始力为250N,当连接器的力达到200,进入塑性阶段,出现折点,当达到250N,开始发生损伤,刚度开始退化,直至失效,完全失去承载能力。
图2 Bushing弹性行为定义
图3 Bushing弹塑性行为定义
图4 Bushing弹塑性及损伤行为定义
图5 三种分析结果力-位移曲线
图6 结果
这里,只讲了单向行为,那如果是更复杂的情况,比如六个方向呢?当然,也是可以定义的,图7为定义多个方向载荷时的分析结果,可以看出,只要连接器某个方向达到失效条件,则整个连接失效,各方向都不能再承受载荷。
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