hypermesh-建立焊点

1、Hypermesh中cweld、acmfastener焊点建立 1 .车身焊点作用及技术要求 焊接是汽车冲压件、铸造件、锻造件一种重要的链接方式，如点焊，缝焊。其中点焊在车身钺金件和局部底盘件链接中广为应用。它是将被焊工件压紧于两电极之间，并通以电流，利用电流流经工件有限接触面及邻近区域产生的电阻热将其加热到熔化而形成扁球形的熔核，到达金属结合的一种方法。它在整车动态或静态工况中承受着各个方向的拉应力、压应力、剪应力，因此对整车的平安可靠性有着重要的影响。 焊点一般要求如下： 1焊点有足够的机械强度 2焊接可靠，保证导电性能。 3焊点外表整齐、美观，如外观应光滑、清洁、均匀、对称、整齐、充满整

2、个焊盘并与焊盘大小比例适宜。 除上述要求，车身焊点还有直径、点距、抗剪强度等要求。点距是指相邻两焊点的中心距，与被焊金属的厚度、导电率、熔核大小及焊接层数。表1给出了几种材料焊点点距的最小极限值，在实际设计中可作为下限设计参考。对于车身焊点点距，其最小值为15-18mm最大值为45-55mm如低碳钢点焊点距在30-35mm可以在局部位置采用锯齿型布置。 表1.焊点的最小点距板厚指被换板中较薄着，单位mm 板厚 点距 结构钢 不锈钢及高温合金 轻合金 10 8 15 12 10 15 12 10 15 14 12 15 14 12 20 16 14 25 18 16 25 20 18 30 22

3、 20 35 24 22 35 表1.源于中国机械工程学会焊接学会编著？焊接手册第1卷-焊接方法及设备？实用文档.对于车身焊点直径，其取值范围为4-8mm一般焊点直径可取为6mm关键焊点直径可取为7mm表2给出四种钢材焊点直径的最小极限值，在实际设计中可作为下限设计参考。 表2.焊点最小直径板厚指被换板中较薄着，单位mm 饭不 *府是通 恢季 国点匚役 低碳铜、低合金的 不涔烟、耐熬钢 抵朝、低合金制 不樗烟、奇蒸料 0.50.5 2.52.5 2.52.5 2.02.0 00 6.6.5 5 0.60.6 2.2.5 5 3.日 2.2.5 5 7.7.5 5 0.80.8 3.3.0 0

4、5.5 3.0 7.0 8.08.0 1.01.0 1.21.2 3.53.5 4.04.0 4.0 4.5 工口 9.0 10.010.0 注：表2源于傅积和、孙玉林主编？焊接数据资料手册？ 焊点失效以剪切破坏为主，其抗剪性能与其大小有直接关系，具体要求参见傅积和、孙玉林主编？焊接数据资料手册?0焊点抗剪强度测量方式如下： 图1.1抗剪强度测量示意图 2 .焊点单元 基于焊点的重要性，在汽车CA助析中，尤其在白车身相关分析中焊点的模拟尤为重要。Fastenerabaqus单元类型单元、Cweldnastran单元类型单元和ACMI元是现在汽车行业应用最多也是广为认可的焊点模拟方法。下面以 车

5、身接头为例，介绍在hypermesh中如何建立这三种单元。 导入几何，抽中面以壳模拟钺金件后如图2.1所示。黄色为焊点几何, 来自于CAD真型，用于焊点单元建立定位。 工件 焊点 工件 2.2 部件属性设置 先定义部件属性，如图2.2所示，厚度定义在creat/edit里设置好，一定要设置厚度，否那么在ACM早点单元建立时会出现奇异下文将会讲到。属性定义好之后赋予相应的部件。也可以先画网格，再定义部件属性。 2.3 网格划分 先几何处理，然后根据部件尺寸和分析要求选择适宜的尺寸划分网格。如图 2.4 所示，选择边长均值为6mm勺四边形单元划分网格。 图2.1接头几何示意图 图2.2部件属性定义

6、 图2.3赋予部件属性 图2.4接头的FE模型 2.5 cweld焊点单元建立 nastran用户界面下，在1D板面点击connectors,如图2.5所示。 图2.51D板面 :8、k4”X喇上t：七川。G，+g更iRnu*字.争”=Q7$+ 图2.6spot窗口 location。 从location右侧的下拉菜单中选择用于焊点定位的参数。如果焊点几何 点存在，可以直接用points定位；如果无几何点，但几何面存在，可以 选择lines、nodelist、nodes；如果仅有网格，可以选择用nodes或nodelist来定位。此处选points,然后在操作界面中框选模型，图2.7 中所见的

7、高亮点 connectwhat 点击contact右侧的comps,选择焊点连接的部件，被选中的部件会高亮显示，如图2.8所示。注意，当模型复杂时，可依据连接件将焊点分类，放至U不同的component中。 才如前 r5 蚓。 向Mi附 1Mli侔琪猫国 CDfflpe 目 RriS nunlayers:- lei2 IcdeFsm* D 1 事dsniEler l?teiJII 一|nun| 丽电cwId，Q&口B*加叫tRMfgkl| rE 因rcdri l&CiflOrt ccmnQdwtnat *_.numlayvn- gU38 一 图2.9tolerance设置 type 点击typ

8、e会出现焊点类型的窗口。此处选择cweld(GA-GBELEMID),如图2.10所示，选女?后点击return返回。Type正下方的下拉菜单对建模 .-E*IHJQAGB |卸 UJtpGlGEbVl|_WB_i_i_E_F 回印11 0&I上 *|MJ骷14| 没有影响，接受dafaultpostscript选项 图2.10CWELD单元选择 图2.11FE模型 实用文档. 注：此时会自动生成一个property图2.12，需要自己手动修改材料, 白诟M闻的日 I Ki1 二卜Pioperty(3) :ioint_A1 心joint_02口 -HM_FWELD4-n 4-Tidedi HE

9、I2.12property歹U表 2.5acm焊点单元建立 重复上述1-7步建立acm单元，只需要在第五步type选择时，从下拉菜单 中选择ACMI元，此处选择acmequivalenced-(T1+T2)/2。建好焊点后的模 型如图2.14. 即。 巾 MlziRdFim 却ri旧 mJ 2n 的 3haTl,T 窗耳 .喊 Tm|Eiirtgn|pj 图2.13acm 单元选择 注：AcmAcm 是用六面体实体单元模拟焊点，实体的高度与连接件间距相等，实体的边长与设置的直径有关。在建立 acmacm 单元前，如果没设置连接件的厚度属性，在建里 ACM#ACM#元时会发现, 生成的六面体是一

10、个高度趋于零的六面体，导致 aspactaspact 指标无限大。这就是为什么先定义部件属性才开始网格和单元建立。 在创立好 acmacm 单元后会自动生成两个 componentcomponent 和一个 propertyproperty,需手动设置生成的 propertyproperty 里的材料。如果焊点直径在diameter中设置错误，可以在 HMPWEm修改。 图2.14acm单元选择 注：在创立好 fastenerfastener 单元后会自动生成一个焊点的 componentcomponent, ,两个 propertyproperty-焊点的 属性和横截面属性。田田田田 dd口

11、， iiif ioini_A2ioini_A2 Joint_E2 solid_spt_acm_eqtiVdlenced3 rbe3_?potcmequiv3lericed5 SS LoadColectoi1 LomdStep1 Propefty ，；solid_3pot_acr_equivlenced4 金喧T岫山- 图2.15component和property歹U表 2.6fastener焊点单元建立 在abaqus用户下，按照2.4节的1-7步建立fastener单元，在第五步type 从下拉菜单中选择fastener单元。建好焊点后的模型如图2.17. pH wp mid ngd ar

12、m|口中,61口:h；T,+Ti网 jindlna ecm目占皿卜七小刀,flnW 阴遮 nu仆11廊yap 信 3Hng g.4CmcoriAni(4)Q3ioirt_A匚I田JGL D 田H.COMH融 ItfJRG8n8toi3 ij.GcigJ &LjaOShp(1) 由值HaterIJ i+OutputBlockIJ 牛心PtQpePtQpe则川 沁k)int_Bk)int_B沁joHAtQHM_Ccnrwcljor5ectonjoHAtQHM_Ccnrwcljor5ecton M_FaM_Fa白纪n同同中P-=Ttle1 图2.18component和property歹U表 对于焊点属性卡片里的材料选项可以不设置，横截面属性里的截面行为选项页可不设 置。 Lcteaie &叩壮日欣LSSiign props Z i 1-1calor 好-IL1 hi SECT|0N raidBTiar2ie- 1 |CdNNECTORSEOTI0f. EatenBJ- r 图2.18HMConnecorSection卡片设置 rnsteii.sl- 图2.19HM_FastenerProperty卡片设置 3.焊点类型对结构模态的影响 焊点的分布和直径对结构刚度有直接的影响，从而导致结构