OptiStruct实例：车架焊接疲劳分析

某车架零件通过缝焊连接在一起，车架有三种载荷工况:第一种为前部扭转;第二种为后部扭转，第三种为弯曲载荷。其中，第一、二种工况共享一个载荷历程，第三种工况采用另外一个载荷历程。这三种工况交替进行。基础模型中已提供三种分析工况，需要创建疲劳相关卡片及工况，分析在这三种载荷工况下的疲劳寿命。模型如图 24-24 所示。

图 24-24 焊疲劳有限元模型a)前扭工况 b)后扭工况c)弯曲工况d)焊缝单元

模型设置

Step 01通过菜单栏的Tools->Fatigue Process->Create New选项创建焊缝疲劳分析流程，如图 24-25 所示。

图 24-25创建焊缝疲劳分析流程

Step 02 导入基础模型 seam_weld_fatigue_base.fem 文件，进入下一步，如图 24-26 所示。

Step 03 创建疲劳分析工况。设置疲劳分析工况名称为seamweld_fatigue，单击 Create 按钮后单击 Next 按钮进入下一步，如图 24-27 所示。

Step 04设置焊缝疲劳分析控制参数，即FATPARM相关参数。勾选SeamWeld  OptiStruct复框，进入焊缝疲劳参数设置菜单。设置分析方法为VOLVO，平均应力修正为FKM，存活率为98%厚度修正为 YES。单击 OK 按钮回到主界面，单击 Next 按钮进入下一步，如图 24-28 所示。

Step 05 创建焊缝疲劳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，选择 Steel_Weld_Material。-勾选 Seam Weld Material Properties 复选框，设置 Stnuctural SN Curve为Default,表示采用OptiStruct内部自带的弯曲应力 SN 曲线、薄膜应力SN 曲线。单击 Ok->Save 按钮，回到主界面、如图 24-29所示。

Step06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 按钮，打开 Droperty Data对话框，在 Property Type 中选择 Property-PSHELL并在 Property Name 中选择Property_Seamweld。创建FATSEAM卡片，设置焊缝类型为FILLET。创建PFATSMW卡片，设置TREF为5.0，TREF_N为0.2。回到主界面，单击Next按钮进人下一步，如图 24-30 所示。

创建载荷历史，即创建 FATTAB卡片。基础模型中已经包含两个载荷历史，不需要再

Step 07创建，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，在通道栏选择LH1，工况栏选择 Front Torsional Stifiness，选择 Auto 和 Single Even，单击加号，创建EVENT_0，设置 Scale =2.0，完成第一个疲劳事件的创建。采用同样的方法创建第二个疲劳事件，选择LH_1、Rear Torsional Stifiness，设置 Scale =2.0。选择 LH_2，Vertical Bending Stifiness，设置 Scale=2.0,完成第三个疲劳事件的创建。单击Save 按钮回到；主界面，单击 Next 按钮进人下一步，如图 24-31 所示。

图24-31 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

1）打开.out 文件，可以看到图24-32中的警告信息，这是由于在分析中没有设置焊缝疲劳的SN曲线，OptiStruct采用内部提供的SN曲线，SN的具体参数也一并给出了。

图24-32焊点疲劳默认SN曲线信息

2）在HyperView中打开.h3d文件查看结果，总体损伤如图 24-33a所示，局部损伤如图24-33b所示，角焊计算了焊趾及焊根处的损伤。

图24-33焊缝疲劳损伤结果

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。