基于ANSYS Workbench的点焊强度分析:精准预测,优化设计

1. 简介

点焊相信大家就不用我多介绍了吧,搞机械的大多数都会了解一点。之前和HM的大佬交流时,发现在HM里面很好解决。最近在看许京荆老师的书,看到了里面的介绍,这里特地自己也做一遍写一篇水文加强一下记忆。

关于点焊的建立,个人建立最好在DM或者SCDM里面建立,看许老师的书上说UG是可以导过来的,但是由于我不会UG,因此无法测试,会这个软件的可以自己去测试一下。目前我知道的是CATIA是不可以,之前在前公司和结构工程师对接过,发现是不行的。也可能是我们方法不对,有这方面经验的小伙伴可以留言说一下。

2.建模

首先先建立两块板(尺寸自己定就好),中间需要有间隙。然后点击准备,下面有点焊的选项。先选择面,然后再选择要点焊的边,再根据自己的需求选择要设置点焊侧次数,由于本案例不具有工程意义,所以我就自己YY一下了。设置好后进入WB截面。

基于ANSYS Workbench点焊分析的图1

基于ANSYS Workbench点焊分析的图2

基于ANSYS Workbench点焊分析的图3



3.Connections

在mechanical里面,接触会自动生成焊点的接触。如果你要想在mechanical单独添加的话,必须要先设置点,不然你会无法进行设置的。

基于ANSYS Workbench点焊分析的图4

4.网格划分

由于焊点是硬点,所以会影响到网格的划分。大家可以试试,默认已经无法画出六面体网格,可以手动添加划分方法。

基于ANSYS Workbench点焊分析的图5

5.边界条件设置

在Analysis Settings中Nodal Forces,Contact Miscellaneous,General Miscellaneous 都设置为Yes。

基于ANSYS Workbench点焊分析的图6

左侧板左端面施加固定约束,右侧边右端面施加向上1000N的力

基于ANSYS Workbench点焊分析的图7

6.后处理

添加Total Deformation和Equivalent Stress

基于ANSYS Workbench点焊分析的图8

基于ANSYS Workbench点焊分析的图9


左键Solution ,然后点击worksheet,拉到最下面,选择图示的所有beam188,右键create user defined result,然后Scoping Method选择Result File item,求解结果。

基于ANSYS Workbench点焊分析的图10

基于ANSYS Workbench点焊分析的图11

基于ANSYS Workbench点焊分析的图12


BEAM188FX_I(轴向力),BEAM188TQ_I(扭矩),BEAM188SF_I(剪力),BEAM188M_I(弯矩)

基于ANSYS Workbench点焊分析的图13

基于ANSYS Workbench点焊分析的图14

基于ANSYS Workbench点焊分析的图15

基于ANSYS Workbench点焊分析的图16


7.小结

由于我的学艺不精,我一直觉得焊点设置意义不大,焊接这一块在很大程度上依赖于工艺的,所以也就一直没理这一块。对于User defined result中的含义,我在上面也介绍了一点,下面把beam188的后处理给大家截图出来一起学习一下。


NameDefinitionOR
ELElement numberYY
NODESElement connectivityYY
MATMaterial numberYY
C.G.:X, Y, ZElement center of gravityY1
AreaArea of cross-section2Y
SF:y, zSection shear forces2Y
SE:y, zSection shear strains2Y
S:xx, xy, xzSection point stresses3Y
EPEL:xx, xy, xzElastic strains3Y
EPTO:xx, xy, xzSection point total mechanical strains (EPEL + EPPL + EPCR)3Y
EPTT:xx, xy, xzSection point total strains (EPEL + EPPL + EPCR+EPTH)3Y
EPPL:xx, xy, xzSection point plastic strains3Y
EPCR:xx, xy, xzSection point creep strains3Y
EPTH:xxSection point thermal strains3Y
NL:SEPLPlastic yield stress-4
NL:SRATPlastic yielding (1 = actively yielding, 0 = not yielding)-4
NL:HPRESHydrostatic pressure-4
NL:EPEQAccumulated equivalent plastic strain-4
NL:CREQAccumulated equivalent creep strain-4
NL:PLWKPlastic work/volume-4
SEND:ELASTIC, PLASTIC, CREEPStrain energy densities-4
TQTorsional momentYY
TETorsional strainYY
Ky, KzCurvatureYY
ExAxial strainYY
FxAxial forceYY
My, MzBending momentsYY
BMWarping bimoment66
BKWarping bicurvature66
EXT PRESSExternal pressure at integration point55
EFFECTIVE TENSEffective tension on beam55
SDIRAxial direct stress-2
SByTBending stress on the element +Y side of the beam-Y
SByBBending stress on the element -Y side of the beam-Y
SBzTBending stress on the element +Z side of the beam-Y
SBzBBending stress on the element -Z side of the beam-Y
EPELDIRAxial strain at the end-Y
EPELByTBending strain on the element +Y side of the beam.-Y
EPELByBBending strain on the element -Y side of the beam.-Y
EPELBzTBending strain on the element +Z side of the beam.-Y
EPELBzBBending strain on the element -Z side of the beam.-Y
TEMPTemperatures at all section corner nodes.-Y
LOCI:X, Y, ZIntegration point locations-7
SVAR:1, 2, ... , NState variables-8


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