[發明專利]一種薄板傘梁點焊有限元模型的建模方法

有效

• 申請號: 202010630695.7
• 申請日: 2020-07-03
• 公開（公告）號: CN111737904B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 董彬杰;陳園;賈英武
• 申請（專利權）人: 石家莊國祥運輸設備有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/15
• 代理公司: 石家莊眾志華清知識產權事務所(特殊普通合伙) 13123
• 代理人: 高寧寧

本發明公開了一種薄板傘梁點焊有限元模型的建模方法，包括以下步驟：A.1、識別第二薄板上距離第一薄板上的點焊節點集合S1距離最近的節點并創建點焊節點集合S2；A.2、確定每個點焊的點焊半徑和模擬每個點焊所用梁單元的材料屬性；A.3、將點焊節點集合S2中節點移動到與點焊節點集合S1中節點相對應的位置；A.4、建立傘狀梁結構；A.5、建立殼單元與梁單元過度面，生成相應的殼單元；A.6、根據每個點焊所用梁單元的材料屬性，連接點焊節點集合S1和S2中對應節點，生成梁單元，完成建模。本發明的有益技術效果是：1、簡化操作者的建模步驟，降低工作者工作強度；2、點焊有限元模型自動生成，提高建模效率，縮短建模時間，尤其是含有大量點焊的模型。

技術領域

本發明屬于仿真技術領域，具體涉及一種薄板傘梁點焊有限元模型的建模方法。

背景技術

點焊結構具有質量輕、靜強度高、可靠性好、性能穩定和易實現自動化等優點，在汽車工業和軌道交通行業中廣泛采用，是車身結構大量金屬板件之間的主要連接形式。

有限元模擬計算已成為研究復雜結構的有效方法，在對車體結構進行有限元分析時，通常需要對點焊模型進行簡化處理，但是點焊數量龐大，在選擇用哪種方法模擬點焊時，需綜合考慮計算精度和建模效率等因素。

常用的點焊有限元模擬方法有：單梁點焊模型、多剛性梁點焊模型、傘梁點焊模型、實體點焊模型、ACM2點焊模型、CWELD點焊模型等。這幾種模型建模效率差異較大，在工程中選用哪種模型來處理點焊，除了考慮計算精度外，還需考慮建模時間。其中傘梁點焊模型雖然計算精度高，但是建模過程復雜，效率低，限制了它在實際模擬中的應用，尤其是復雜的鈑金結構，點焊數量龐大，將所有點焊都建成傘梁形式，會耗費大量的人力物力，并且點焊結構建模這種重復性的操作會使工程師感到乏味和枯燥，容易產生疲勞感。

發明內容

本發明要解決目前傘梁點焊有限元模型需要操作者逐個建立的、效率低，不適用于大量點焊情況的技術問題，提供了一種薄板傘梁點焊有限元模型的仿真方法，簡化了操作者的建模步驟，實現了傘狀點焊模型自動生成，提升了建模效率。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種薄板傘梁點焊有限元模型的仿真方法，基于ANSYS軟件，采用殼單元模擬，包括以下步驟：

A.1、識別第二薄板上距離第一薄板上的點焊節點集合S1距離最近的節點并創建點焊節點集合S2；

A.2、根據點焊節點集合S1和S2所在單元的材料屬性，確定每個點焊的點焊半徑和模擬每個點焊所用梁單元的材料屬性；

A.3、刪除點焊節點集合S1和S2附近的單元和相應的節點，然后將點焊節點集合S2中節點移動到與點焊節點集合S1中節點相對應的位置；

A.4、根據每個點焊的點焊半徑，在點焊節點集合S1和S2中的節點周圍建立傘狀梁結構；

A.5、建立殼單元與梁單元過度面，生成相應的殼單元；

A.6、根據每個點焊所用梁單元的材料屬性，連接點焊節點集合S1和S2中對應節點，生成梁單元，完成建模。

本發明的有益技術效果是：1、簡化操作者的建模步驟，降低工作者工作強度；2、點焊有限元模型自動生成，提高建模效率，縮短建模時間，尤其是含有大量點焊的模型；3、根據板厚、材質等信息，自動生成合適的點焊有限元模型，操作簡單，降低錯誤率。

下面結合附圖對本發明進行詳細說明。

附圖說明

圖1是本發明薄板傘梁點焊有限元模型的仿真方法中調用程序的流程圖；

圖2是本發明薄板傘梁點焊有限元模型的仿真方法中建立仿真模型的流程圖；

圖3是本發明中第一薄板和第二薄板的裝配示意圖；