资源描述
Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,May 16,2005,Inventory#002256,8-,*,Advanced Contact&Fasteners,Training Manual,Click to edit Master title style,Spot Welds,焊点,第八章,焊点第八章,综述,在汽车工业和航空航天工业中，许多场合需要模拟两个或多个薄部件之间的焊接情况,焊点能显著影响薄板组件的强度和疲劳特性,对待焊点的传统方法,:,在焊点处协调不同组件的网格,焊点半径效应没有考虑进来,低估了焊点连接的强度,May 16,2005,综述在汽车工业和航空航天工业中，许多场合需要模拟两个或多个薄,综述,该章节包括以下几个主题,:,焊点特征,焊点创建过程,焊点的投射,焊点的列表和删除,焊点结果列表,其它考虑事项,May 16,2005,综述该章节包括以下几个主题:May 16,2005,A.,焊点特征,元件可以单独分网,焊点可以忽略有限元模型的网格而存在于任何位置,.,焊点的位置可以独立于要进行焊接的表面上节点的位置,.,焊点由将要连接的表面和面附近的一个焊接节点定义，焊接节点决定焊点的位置,Shell Elements,Mesh-Independent Spot Weld,May 16,2005,A.焊点特征元件可以单独分网Shell Elements,焊点特征,该方法考虑了焊点半径的影响，,ANSYS,将生成,通过接触对在每个焊点表面生成,RBE3,型的多点约束，焊点半径决定力分布的范围,.,使用刚性或柔性梁单元连接两相邻表面,.,生成基于,MPC,的接触单元，内部生成约束,使用梁单元表示焊点,May 16,2005,焊点特征该方法考虑了焊点半径的影响，ANSYS将生成生成,焊点特征,焊点包含多种单元类型,:,BEAM188(,可变形,),或,MPC184(,刚性,),表示焊点,每个焊点末端包含,CONTA175,单元,使用基于,MPC,的绑定接触,焊点连接每个表面上生成的,TARGE170,单元,使用壳实体约束（属于,RBE3,型的约束）,CONTA175,MPC184,或,BEAM188,TARGE170,May 16,2005,焊点特征焊点包含多种单元类型:CONTA175MPC18,B.,焊点创建过程,创建焊点单元的一般过程,:,给将要通过焊点连接的两表面划分网格,如果使用可变形,/,柔性焊点，使用,BEAM188,单元（指定材料属性和梁截面,),对于刚性焊点，无需作特殊指定,如果焊点位置不在表面网格上，那么直接在所需要的位置建立一个节点,使用,SWGEN,命令建立焊点,使用,SWADD,命令增加其它的面到焊点集,(,可选,),May 16,2005,B.焊点创建过程创建焊点单元的一般过程:May 16,20,焊点创建过程,焊点创建过程支持任何有,6,个自由度的结构壳单元,.,将要建立焊点的面需要先划分好网格,.,对于壳单元，焊点的生成基于面和节点组件,如果网格来自,ANSYS,之外（例如,ANSYS Workbench,的,simulation,模块或,ICEM CFD,），要确保每个表面集是不同的节点组件,May 16,2005,焊点创建过程焊点创建过程支持任何有6个自由度的结构壳单元,焊点创建过程,如果想要得到柔性焊点，定义并激活适当的梁单元属性,定义,BEAM188,单元并赋予圆形的横截面和适当的材料属性,使用如下,GUI,方式定义属性,Main Menu Preprocessor Modeling Create Elements Elem Attributes,此步骤不适合刚性焊点,May 16,2005,焊点创建过程如果想要得到柔性焊点，定义并激活适当的梁单元,焊点创建过程,创建一个焊点定位节点,焊点的位置由一个节点定义。如果使用表面壳单元上的节点定位的话，以下步骤可省略，否则：,在将要连接面的面上或附近直接生成一个节点,Main Menu Preprocessor Modeling Create Nodes,在将要连接的另外一个面上或附近直接生成一个节点（可选）,用户可指定该节点和投射方向,为方便后面的分析，写下新创建节点的节点号,May 16,2005,焊点创建过程创建一个焊点定位节点May 16,2005,焊点创建过程,使用,SWGEN,命令创建节点,Main Menu Preprocessor Modeling Create Elements Spotweld Create New Set,可使用划分网格后的面或节点组件定义将要和焊点进行连接的壳单元集,选择定义焊点位置或投射方向的一个或两个节点,将会出现下面的焊点定义对话框,:,使用两个节点组件和一个节点定义柔性焊点,使用两个面定义刚性焊点，两个节点定义焊点位置和方向,May 16,2005,焊点创建过程使用SWGEN命令创建节点使用两个节点组件和,焊点创建过程,焊点定义对话框包含如下选项,:,Element component name,：单元组件名,(,必需,),Spot weld radius,MPC,区域的大小,(,必需,),Search radius,定义在壳单元上生成目标单元区域的尺寸,(,可选,缺省设置为,4,倍的焊点半径,),第二个焊点号或使用,x,、,y,、,z,定义焊点投射向量,(,可选,可使用缺省投射设置,),Pre-defined target and contact element type ID,(,可选,自动定义,),May 16,2005,焊点创建过程焊点定义对话框包含如下选项:May 16,焊点创建过程,焊点在两表面创建后，其它表面也可指定为焊点,如果焊点穿过多余,2,个表面时才需要,每个焊点最多允许,11,个面（包括初始的,2,个面）,用户需要指定已经存在的焊点单元组件的名称（第,4,步中定义）和搜索半径以生成目标单元,面和节点组件都可指定为额外需要增加的面,May 16,2005,焊点创建过程焊点在两表面创建后，其它表面也可指定为焊点M,C.,焊点的投射,创建焊点中，第一个焊点的节点号有以下,2,种用途,:,确定焊点的投射,生成焊点,因此，第一个焊点的节点移到第一个表面上以生成焊点，它的位置应该接近于第一个面，处于搜索半径之内,May 16,2005,C.焊点的投射创建焊点中，第一个焊点的节点号有以下2种用,焊点的投射,有,3,种可用的投射方法,:,使用一个节点投射（缺省）,:,节点,1,投射到面,1,上，这决定了投射方向,节点,1,移到面,1,上,节点,2,沿着投射方向在面,2,上生成,使用节点,1,和,2,生成梁单元和接触单元,.,使用两个节点投射,:,节点,1,和节点,2,分别移到表面,1,和,2,上，沿着初始投射方向,使用移动后的节点,1,和,2,生成梁单元和接触单元,May 16,2005,焊点的投射有3种可用的投射方法:May 16,2005,焊点的投射,使用,x,y,z,标准矢量进行投射,:,节点,1,沿着矢量方向移动到表面,1,上,节点,2,沿着矢量方向移动到表面,2,上,使用节点,1,和,2,生成梁单元和接触单元,May 16,2005,焊点的投射使用 x,y,z 标准矢量进行投射:May 1,焊点的投射,焊点半径和搜索半径对于焊点的创建非常重要,搜索半径定义了焊点目标区域的大小；,焊点半径定义了内部生成的多点约束区域的大小；,搜索半径要大于等于焊点半径，缺省设置下，搜索半径等于,4,倍的焊点半径,May 16,2005,焊点的投射焊点半径和搜索半径对于焊点的创建非常重要 搜,D.,焊点的列表和删除,使用,SWLIST,命令列表显示生成的焊点,Main Menu Preprocessor Modeling Create Elements Spotweld List,列表显示每个焊点的单元类型、节点号、半径和法向,May 16,2005,D.焊点的列表和删除使用SWLIST命令列表显示生成的焊点M,焊点的列表和删除,使用,SWDEL,命令删除焊点,Main Menu Preprocessor Modeling Create Elements Spotweld Delete,通过单元组件名称删除指定或所有的焊点,May 16,2005,焊点的列表和删除使用SWDEL命令删除焊点May 16,E.,焊点结果列表,/POST1,中使用,SWLIST,命令可查看每个焊点的力和力矩,Main Menu General Postproc List Results SpotWeld Solution,力和力矩的输出基于梁单元坐标系,.,柔性焊点可输出应力和应变,.,刚性焊点输出示例,柔性焊点输出示例,May 16,2005,E.焊点结果列表/POST1中使用SWLIST命令可查看每个,F.,其它考虑事项,要点,:,当使用,SWGEN,命令建立焊点时，要指定事先定义的接触单元和目标单元的类型,:,CONTA175,（,KEYOPT(2)=2,和,KEYOPT(12)=5,）模拟绑定接触和基于,MPC,的接触,TARGE170,（,KEYOPT(5)=4,）模拟壳实体约束,建立刚性焊点时，由于使用了,MPC184,单元，因此必须选择,直接求解器,。只有正向直接求解器和稀疏矩阵求解器支持,Lagrange,乘子法（例如,MPC184,单元），,PCG,求解器在此情况下不适用,.,May 16,2005,F.其它考虑事项要点:May 16,2005,Workshop,请参考,Workshop,中的相关章节,:,W8A.,在梁上建立焊点,May 16,2005,Workshop 请参考Workshop中的相关章节:May,
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