Abaqus电阻点焊数值模拟前处理，案例实操记录

一、几何模型

单位统一，使用 mm 制。避免物理间方程产生很高的阶数差异，这样会带来数值病态方程，影响解的精确性。例如在热电力三场耦合计算中，选用 MPa 作为应力单位，可避免上述问题。如图 1 所示。

二、材料属性

创建材料属性→创建截面→指派截面，成功后几何模型变成绿色。

三、装配

按顺序将多个部件装配成一个整体。

四、分析步

根据实际物理过程，对电阻点焊过程设置。

五、相互作用

先创建电极与工件以及工件与工件之间的“相互作用属性”，包括热、电、力三者的接触关系。

再创建“相互作用”，包括电极与工件之间的“表面与表面接触”（2 对），工件与工件之间之间的“表面与表面接触”。此外，包括冷却水以及空气的“表面热交换条件”，膜层散热系数分别设为3.8mW/(mm²×K)和0.02mW/(mm²×K)，环境温度设为 20℃。

注意：表面与表面接触时，选择较硬的表面作为主表面，较软的表面为从表面，接触作用属性分别选择上一步中的“电极与工件”以及“工件与工件”。

六、载荷和边界条件

载荷包括电流和压力。力学载荷为上电极上表面施加的电极压力，其作用时间从预压分析步开始，到压力移除步结束，预压力大小计算如下：𝑃 =𝐹/𝑆=𝑁/𝑚𝑚²。式中，F 为电极压力，单位 N；S 为上电极上表面积，单位 mm²。

电载荷为上电极上表面施加的电流密度，其作用时间从焊接通电开始，到焊接保持分析步结束，电流密度大小计算如下：𝑗 =𝐼/𝑆=𝐴/𝑚𝑚²。式中，I 为焊接等效电流，单位 A；S 为上电极上表面积，单位mm²。

边界条件包括力学和电势两类。力学边界条件包括下电极下表面的“全约束”，和对称面上的“对称”约束。电势边界条件为下电极下底面的电势为 0，保证电流载荷从上电极流经工件，再流经下电极。此外，还需要设置初始环境温度为 20℃。

七、网格划分

需要检查网格质量。

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