14-UG有限元焊接分析-沈春根

UGNX有限元分析焊接连接分析江苏大学沈春根2017年3月第1版UGNX有限元培训–专题14UGNX10.0版本目录焊接连接基础CWELD命令有限元实例点焊命令有限元实例焊接连接的总结1.0焊接连接基础–UGNX提供的方法提供了2类焊接方法，分别是CWELD和点焊。CWELD为0D单元。点焊是使用1D梁单元。它们都是焊接连接的模拟。1.1焊接连接基础–CWELD焊接单元不是实际单元，只是简单的连接定义。在解算模型时，NXNastran会在内部生成约束方程，用于定义CWELD连接的刚度（和CFAST相似）。不能使用CWELD连接命令连接使用同一物理属性表的2D网格。必须定义焊接单元的属性（焊接材料和焊点直径）。焊接单元不得超出被焊接的两个面的边界。1.2焊接连接基础–点焊命令使用1D梁单元（可以刚性梁/杆，也可以弹性梁单元），如RBE2、CBEAM、CBAR单元。定义1D单元连接，方法是将一系列位置投影到选定的面，这些面定义要连接的顶部和底部网格。2.0实例基本情况-CAD模型上板1材料steel，厚2；下板2材料steel，厚2.5；焊缝材料也是steel。此棱边或者附近建立一条焊缝2.0实例基本情况-FEM模型板1板22.0实例基本情况-SIM模型此棱边或者附近区域建立不同类型的焊接单元2.1CWELD实例_步骤1，weld单元2.1CWELD实例_步骤2，焊接属性2.1CWELD实例_步骤3，显示焊接单元显示的红色区域，即为建立焊缝（点焊）的单元！2.1CWELD实例_步骤4，sim和求解Z方向位移云图2.2点焊实例_步骤1，点焊对话框2.2点焊实例_步骤2，点焊单元显示建立的5个1D刚性梁；更新顶面、底面网格。2.2点焊实例_步骤3，sim和求解和cweld相比，略大些！和cwel不一样，此处显示1D刚性梁！3.焊接有限元总结从Z向变形数据结构看，点焊命令的结果偏大些，这说明采用刚性梁来模拟焊缝相对保守；当不过分关注焊缝本身的变形和应力情况下，这两种方法都可以模拟焊接连接；CWELD可以改变焊缝材料和焊缝大小，相对来说更加合理地模拟焊接连接，操作更加简便，优先采用！点焊命令中也可以采用弹性杆/梁（CBAR/CBEAM），这意味着改变梁的材料属性和截面形状，可以来模拟焊缝参数，从这一点来看，和CWELD原理类似了。