1、Hypermesh中cweld、acmfastener焊點建立 1 .車身焊點作用及技術要求 焊接是汽車沖壓件、鑄造件、鍛造件一種重要的鏈接方式，如點焊，縫焊。其中點焊在車身鉞金件和局部底盤件鏈接中廣為應用。它是將被焊工件壓緊于兩電極之間，并通以電流，利用電流流經工件有限接觸面及鄰近區域產生的電阻熱將其加熱到熔化而形成扁球形的熔核，到達金屬結合的一種方法。它在整車動態或靜態工況中承受著各個方向的拉應力、壓應力、剪應力，因此對整車的平安可靠性有著重要的影響。 焊點一般要求如下： 1焊點有足夠的機械強度 2焊接可靠，保證導電性能。 3焊點外表整齊、美觀，如外觀應光滑、清潔、均勻、對稱、整齊、充滿整

2、個焊盤并與焊盤大小比例適宜。 除上述要求，車身焊點還有直徑、點距、抗剪強度等要求。點距是指相鄰兩焊點的中心距，與被焊金屬的厚度、導電率、熔核大小及焊接層數。表1給出了幾種材料焊點點距的最小極限值，在實際設計中可作為下限設計參考。對于車身焊點點距，其最小值為15-18mm最大值為45-55mm如低碳鋼點焊點距在30-35mm可以在局部位置采用鋸齒型布置。 表1.焊點的最小點距板厚指被換板中較薄著，單位mm 板厚 點距 結構鋼 不銹鋼及高溫合金 輕合金 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.源于中國機械工程學會焊接學會編著？焊接手冊第1卷-焊接方法及設備？實用文檔.對于車身焊點直徑，其取值范圍為4-8mm一般焊點直徑可取為6mm關鍵焊點直徑可取為7mm表2給出四種鋼材焊點直徑的最小極限值，在實際設計中可作為下限設計參考。 表2.焊點最小直徑板厚指被換板中較薄著，單位mm 飯不 *府是通 恢季 國點匚役 低碳銅、低合金的 不涔煙、耐熬鋼 抵朝、低合金制 不樗煙、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源于傅積和、孫玉林主編？焊接數據資料手冊？ 焊點失效以剪切破壞為主，其抗剪性能與其大小有直接關系，具體要求參見傅積和、孫玉林主編？焊接數據資料手冊?0焊點抗剪強度測量方式如下： 圖1.1抗剪強度測量示意圖 2 .焊點單元 基于焊點的重要性，在汽車CA助析中，尤其在白車身相關分析中焊點的模擬尤為重要。Fastenerabaqus單元類型單元、Cweldnastran單元類型單元和ACMI元是現在汽車行業應用最多也是廣為認可的焊點模擬方法。下面以 車

5、身接頭為例，介紹在hypermesh中如何建立這三種單元。 導入幾何，抽中面以殼模擬鉞金件后如圖2.1所示。黃色為焊點幾何, 來自于CAD真型，用于焊點單元建立定位。 工件 焊點 工件 2.2 部件屬性設置 先定義部件屬性，如圖2.2所示，厚度定義在creat/edit里設置好，一定要設置厚度，否那么在ACM早點單元建立時會出現奇異下文將會講到。屬性定義好之后賦予相應的部件。也可以先畫網格，再定義部件屬性。 2.3 網格劃分 先幾何處理，然后根據部件尺寸和分析要求選擇適宜的尺寸劃分網格。如圖 2.4 所示，選擇邊長均值為6mm勺四邊形單元劃分網格。 圖2.1接頭幾何示意圖 圖2.2部件屬性定義

6、 圖2.3賦予部件屬性 圖2.4接頭的FE模型 2.5 cweld焊點單元建立 nastran用戶界面下，在1D板面點擊connectors,如圖2.5所示。 圖2.51D板面 :8、k4”X喇上t：七川。G，+g更iRnu*字.爭”=Q7$+ 圖2.6spot窗口 location。 從location右側的下拉菜單中選擇用于焊點定位的參數。如果焊點幾何 點存在，可以直接用points定位；如果無幾何點，但幾何面存在，可以 選擇lines、nodelist、nodes；如果僅有網格，可以選擇用nodes或nodelist來定位。此處選points,然后在操作界面中框選模型，圖2.7 中所見的

7、高亮點 connectwhat 點擊contact右側的comps,選擇焊點連接的部件，被選中的部件會高亮顯示，如圖2.8所示。注意，當模型復雜時，可依據連接件將焊點分類，放至U不同的component中。 才如前 r5 蚓。 向Mi附 1Mli侔琪貓國 CDfflpe 目 RriS nunlayers:- lei2 IcdeFsm* D 1 事dsniEler l?teiJII 一|nun| 麗電cwId，Q&口B*加叫tRMfgkl| rE 因rcdri l&CiflOrt ccmnQdwtnat *_.numlayvn- gU38 一 圖2.9tolerance設置 type 點擊typ

8、e會出現焊點類型的窗口。此處選擇cweld(GA-GBELEMID),如圖2.10所示，選女?后點擊return返回。Type正下方的下拉菜單對建模 .-E*IHJQAGB |卸 UJtpGlGEbVl|_WB_i_i_E_F 回印11 0&I上 *|MJ骷14| 沒有影響，接受dafaultpostscript選項 圖2.10CWELD單元選擇 圖2.11FE模型 實用文檔. 注：此時會自動生成一個property圖2.12，需要自己手動修改材料, 白詬M聞的日 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焊點單元建立 重復上述1-7步建立acm單元，只需要在第五步type選擇時，從下拉菜單 中選擇ACMI元，此處選擇acmequivalenced-(T1+T2)/2。建好焊點后的模 型如圖2.14. 即。 巾 MlziRdFim 卻ri舊 mJ 2n 的 3haTl,T 窗耳 .喊 Tm|Eiirtgn|pj 圖2.13acm 單元選擇 注：AcmAcm 是用六面體實體單元模擬焊點，實體的高度與連接件間距相等，實體的邊長與設置的直徑有關。在建立 acmacm 單元前，如果沒設置連接件的厚度屬性，在建里 ACM#ACM#元時會發現, 生成的六面體是一

10、個高度趨于零的六面體，導致 aspactaspact 指標無限大。這就是為什么先定義部件屬性才開始網格和單元建立。 在創立好 acmacm 單元后會自動生成兩個 componentcomponent 和一個 propertyproperty,需手動設置生成的 propertyproperty 里的材料。如果焊點直徑在diameter中設置錯誤，可以在 HMPWEm修改。 圖2.14acm單元選擇 注：在創立好 fastenerfastener 單元后會自動生成一個焊點的 componentcomponent, ,兩個 propertyproperty-焊點的 屬性和橫截面屬性。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- 圖2.15component和property歹U表 2.6fastener焊點單元建立 在abaqus用戶下，按照2.4節的1-7步建立fastener單元，在第五步type 從下拉菜單中選擇fastener單元。建好焊點后的模型如圖2.17. pH wp mid ngd ar

12、m|口中,61口:h；T,+Ti網 jindlna ecm目占皿卜七小刀,flnW 陰遮 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則川 沁k)int_Bk)int_B沁joHAtQHM_Ccnrwcljor5ectonjoHAtQHM_Ccnrwcljor5ecton M_FaM_Fa白紀n同同中P-=Ttle1 圖2.18component和property歹U表 對于焊點屬性卡片里的材料選項可以不設置，橫截面屬性里的截面行為選項頁可不設 置。 Lcteaie &叩壯日欣LSSiign props Z i 1-1calor 好-IL1 hi SECT|0N raidBTiar2ie- 1 |CdNNECTORSEOTI0f. EatenBJ- r 圖2.18HMConnecorSection卡片設置 rnsteii.sl- 圖2.19HM_FastenerProperty卡片設置 3.焊點類型對結構模態的影響 焊點的分布和直徑對結構剛度有直接的影響，從而導致結構