HyperMesh在焊接与粘接模拟中的应用

粘胶

粘胶的创建比较简单，所以先介绍它。

随着复合材料，铝型材，高分子材料等各种新型结构材料的使用规模越来越大，以及高强度胶的广泛使用，机械结构上使用胶进行连接的情况也越来越多。粘胶的创建可以基于节点、曲线或者2D单元，比如下图中的粘胶是通过选择上表面的2D单元：

结果如下：

在复杂曲面上创建粘胶时，需要注意投影方法的选择，默认值在某些不平表面无**常工作。

有6个选项可供选择：

各选项的意义如下：

缝焊

缝焊在汽车，造船、铁道、重型机械、建筑等行业历来是主要的连接方式之一。缝焊的热、应力、疲劳是结构分析的关键之一，缝焊建模不当还会影响结构整体连接刚度，从而影响其它部位的分析精度。当然，如果只是想把不同的壳单元/体单元连接起来传递载荷，也可以选择load transfer焊点类型。

根据两个被连接件的角度不同，缝焊可以分为T型，L型，B型3种，分别图示如下：

T Connection

L Connection

B Connection

创建缝焊的选项里面有一些名字带有capped字样:

Capped的意思是下图中的三角形单元：

T型缝焊的三角形cap

L型缝焊的三角形cap

T型缝焊具体创建方法如下：

也可以同时创建垂直+倾斜的两排焊缝

L型缝焊的创建方法如下：

结果如下：

B型缝焊的创建方法如下：

结果如下：

在seam面板还可以创建实体焊缝，比如下图中的实体焊缝：

使用的面板设置如下：

T型楔形实体焊缝创建方法如下：

T型六面体缝焊创建方法如下：

如果只是希望连接两个零件进行载荷传递，可以直接使用Load transfer，设置方法如下：

也可以对2D单元和3D单元（四面体/六面体）进行连接，结果如下：

或者3D对3D，效果如下：

SimLab四面体实体缝焊

SimLab支持创建四面体实体缝焊，主要应用在排气系统和重工等行业的精细化建模。这个功能比较厉害，效果如下图所示。

以前如果要创建这类焊缝，用户需要先在CAD软件里面将焊缝的实体几何全部创建好再导入HyperMesh进行网格划分，效率很低。

接下来看一下Simlab中的具体操作方法：

Step 1

导入几何模型（两个零件是有间隙的）

Step 2

划分2D网格

结果如下：

Step 3

进入工具Advanced > Weld > Weld Bead

Step 4

设定参数，选择edge并创建实体焊缝

结果如下：

Step 5

对2D网格进行布尔减运算

Step 6

再次对网格进行布尔运算

结果如下：

最后按照正常的操作步骤生成四面体网格即可。

实际中使用的焊缝可以是非常复杂的，例如下图中的排气系统模型：

使用SimLab的Weld功能得到的实体焊缝模型如下：

免责声明：本文系网络转载或改编，未找到原创作者，版权归原作者所有。如涉及版权，请联系删