Optistruct实例：焊接疲劳分析

某零件焊点疲劳分析

如图 24-15 所示，某零件通过焊点将上、下两块板连接起来。该零件存在两种工作状况:第一种工况为两个安装点位置同时受到向下的载荷;第二种工况为安装点受到方向相反的两个载荷。两种工况交替产生，每一种工况对应一个载荷历史，需要分析该零件中的焊点疲劳寿命。基础模型中已包含两个工况的结构分析，需要设置疲劳分析相关参数、添加疲劳分析工况、评估焊点疲劳寿命。

图 24-15 焊点疲劳有限元模型

操作步骤

Step 01通过菜单栏的 Tools->Fatigue Process->Create New选项创建焊点疲劳分析流程，如图 24-16 所示。

图24-16 创建疲劳分析流程

Step 02导入基础模型spotweld_fatigue_base, fem ，然后进入下一步，如图24-17 所示。

Step 03创建疲劳分析工况。设置疲劳分析工况名为 spotweld_migue，单击 Create 按钮，然后单击 Next 按钮进入下一步，如图 24-18 所示。

Step 04设置焊点疲劳分析控制参数，即FATPARM 相关参数。勾选Spot Weld Options 复选框进入焊点疲劳参数设置菜单。选择Rupp方法和FKM平均应力修正，SN曲线存活率为0.99，厚度修正为 YES，临界平面个数取默认值20。单击 OK按钮退回主界面，进入下一步，如图24-19 所示。

图 24-19设置焊点疲劳分析控制参数

Step05 创建焊点疲劳SN曲线，即设置 MATFAT卡片。

-单击 Add Material 按钮添加疲劳分析材料参数，Stress unit 选择MPA，在 Ultimate tensile strength(UTS)中输人600。

-勾选 Spot Weld Material Properies 复选框，在弹出的相应对话框中输入焊点疲劳分析材料属性，在 Sheet1、Shee2和Nugget行分别设置 SRI_SP为1203，B1_SP为-0.123，NCI_SP为IF6，设置完成后单击 OK按钮，然后单击 Save 按钮保存参数，如图24-20所示。

Step 06定义焊点疲劳分析相关单元及属性，即定义FATDEF及PFATSPW。

-单击 Add Property 打开 Propery Data对话框，Property Type 选择 Property-PBARL,Property Name选择 PBARL_4。

-在 SPOT Weld Propenies中单击 Create 按钮设置焊点疲劳分析相关影响参数，在弹出的对话框中，将Name定义为 propeny!，TREF 设置为5，TREF_N 设置为 0.2。
-设置完成后单击 Close 按钮，返回 Propery Dala对话框，PFATSPW 选择 propertyl，单击 Close按钮返回主界面，然后单击 Next 按钮进入下一步，如图24-21 所示。

图24-20 设置焊点疲劳分析材料参数

图 24-21 设置焊点疲劳分析相关单元及属性

Step 07添加载荷历史，即定义FATTAB。基础模型中已包含载荷历史，单击Next按钮进入下一步，

Step 08 关联载荷历史与载荷工况，即定义FATSEO、FATEVNT、FATLOAD.

-单击 Add 按钮打开相应对话框，在通道栏(载荷历史)选择LH_1，工况栏选择 bending_sif-ness，选择 Auto和 Single Event，单击加号，创建EVENT0，设置 Scale =5.0，第一个疲劳事件设置完成。

-用同样的方法创建第二个疲劳事件，通道选择LH_2，工况选择torsion_Stifiness，设置 Seale =5.0。单击 Save 按钮回到主界面，单击 Next按钮进人下一步，如图 24-22 所示。

图 24-22 创建疲劳事件

Step 09设置模型文件名，保存模型并提交计算。

结果查看

在HyperView 中打开.h3d文件。在本模型中，焊点通过CBAR单元建模，结果查看时一维单元的云图很不明显，为了更好地查看焊点疲劳结果，可通过菜单栏的 Preference->Optistruct选项打开0pions 对话框，设置焊点的显示模式，如图24-23所示。在本例中，焊点通过小圆球显示，可以看到这个零件两端位置的焊点损伤比较大，最大损伤为1.439E-5。

图 24-23疲劳分析结果

本篇内容取自HyperWorks进阶教程系列的《OptiStruct结构分析与工程应用》，版权归原作者所有，如有侵犯您的权益，请及时联系我们，我们将立即删除。