使用solidworks simulation可以对焊接件及焊缝强度进行分析,通过有限元计算可以确定焊接结构的强度是否满足需求及焊缝强度是否满足要求。
我们面对的焊接件都是由多个实体零件或者杆梁、壳体组成,这些部件通过焊缝相互连接,在建模的过程中需要将这个焊接件建立为多实体零件用以分析。
示例模型
我们使用下面这个模型做为示例,这个模型由两个实体及一个曲面实体组成。两块板子通过点焊连接,曲面实体和上面的板子通过焊缝连接。
点焊连接的参考点的设置方法:
在需要设置参考点的位置绘制一个草图,然后选择参考几何体中的点,按照下图所示选择要放置参考点的线,然后定义参考点在线上的分布方式。
焊接件有限元分析方法
新建一个静力学算例,设置实体的材料、壳体的厚度及材料;底部添加固定约束,右侧管口部分添加一个对称约束及一个向下200N的外部载荷。
在焊接件分析中关键部分为焊缝连接的添加,下面来介绍一下焊缝的添加方法。
边焊缝的添加:
首先根据实际情况选择焊接类型。
边焊缝面组1要求选择的面为壳体单元,面组2要求选择的面为壳体或实体单元,交叉边线为焊缝的参考位置。
焊缝大小中只提供了美标和欧标,需要根据实际情况选择。
点焊缝的添加
添加点焊缝时需要定义两个被连接面和点焊的参考位置,点焊的参考位置需要通过参考点来定位,在建立模型时我们设置好的6个参考点可以用于点焊的位置参考。
添加点焊缝时我们还要考虑两个被连接面的接触关系,因为点焊缝只允许焊缝周围的实体不发生穿透现象,对于焊缝以外的位置就没有效果了。
这里我们需要对被连接的两个面添加相触的接触关系,也就是在计算过程中允许这两个面分离但是不允许这两个面互相穿透。
计算及结果分析
查看应力云图,最大应力发生在力的加载部位,由于加载的力是在中间截面上,所以应力值表现偏大,此处的应力不真实可以忽略,整体应力远小于屈服应力。
在结果中定义一个焊接检查图解,通过焊接检查图解可以知道焊缝的强度是否满足需求。
对于点焊缝,需要在结果中选择列出合理,找到接头力,将点焊的受力结果显示出来再进行评判。