Nastran 焊接失效确定

如果满足以下五个条件，则可以分析模型相邻部件之间的焊接失效：

• 分析类型为“非线性材料模型静态应力”。
• 可以明确定义所有需要确定焊接损伤的接触对。（不能为默认接触设置定义焊接损伤条件。）
• 对于需要确定焊接损伤的接触对，请在浏览器中将基本接触类型定义为“粘合”或“焊接”。
• 至少定义一个焊接接合材料破损参数的最小集，将在本页面上进行详细介绍。
• 使用 Autodesk Nastran 求解器运行模拟，或将模型输出到 Autodesk Nastran 编辑器并在此处运行它。

要访问焊接失效设置，请执行以下操作：

1. 定义一个或多个“粘合”或“焊接”接触对。
2. 双击浏览器中某一明确定义的接触对标题，或选择一个或多个接触标题，在其上单击鼠标右键，然后从关联菜单中选择“编辑设置”。
3. 从位于“接触选项”对话框顶部的下拉菜单中选择“Nastran 接触 (BSCONP) 选项”。
4. 转到“焊接损伤模型”选项卡。

   此处指定的选项和值将输出到 Nastran 平台作为 BSCONP 卡的参数。

注意： 对于所有分析和接触类型（包括非线性分析）而言，“接触选项”对话框的“常规”和“高级”选项卡内包含的特定于 Nastran 的接触选项均相同。请参考“常规信息（通用于多个分析类型）”分支中的 Nastran 接触选项 页面以了解这两个选项卡中的设置。

“焊接损伤模型”选项卡

“接触选项”对话框的“焊接损伤模型”选项卡中的参数如下所示：

失效理论：对于适用的接触类型，此下拉菜单提供三个选项用于确定焊接接头失效：

• 无：不执行焊接接头失效计算。这是默认选择。
• 焊接失效模型：选择此选项后，有两个损伤模型可供用于对焊接失效建模，即基于应力的损伤模型和基于变形的损伤模型。要使用何种损伤模型取决于“焊接损伤模型”选项卡中定义的其他参数（见表 1）。

  基于应力的焊接失效仅支持用于“焊接”接触（对称或不对称）。“偏移焊接”接触不支持此焊接失效。

  “焊接”接触和“偏移焊接”接触（对称或不对称）支持基于变形的焊接失效。

  指定的参数（请参见以下定义）：			焊接失效损伤模型和默认值
  SDMAXT 和/或 SDMAXS	UDINITT 和/或 UDINITS	UDMAXT 和/或 UDMAXS
  ✓			基于应力的损伤模型，其中使用 SDMAXi 和来自第一个载荷增量的等效焊接应力和位移计算 UDINITi。UDMAXi 是损伤开始后失效的增量变形，且设置为 UDINITi 计算值的 0.1%。
  ✓		✓	基于应力的损伤模型，其中使用 SDMAXi 和来自第一个载荷增量的等效焊接应力和位移计算 UDINITi。UDMAXi 是损伤开始后失效的增量变形。
  	✓	✓	基于变形的损伤模型。
  	✓		基于变形的损伤模型，其中 UDMAXi 默认设置为 2 * UDINITi。
  		✓	基于变形的损伤模型，其中 UDINITi 默认设置为 0.5 * UDMAXi。
  			如果未指定任何必需的参数，则无法使用任何损伤模型。
  注： 如果已指定 UDINITi 值，将忽略 SDMAXi 值。

• 内聚力失效：此失效理论需要您指定以下两组参数中的其中一组：
  • SDMAXT 和 UDMAXT，或
  • SDMAXS 和 UDMAXS

  忽略 UDINITT 和 UDINITS 参数。

  仅当“接触类型”为“焊接”（对称或不对称）时，才支持“内聚力失效”理论。“偏移焊接”接触不支持此焊接失效。

拉伸应力(初始损伤)：（Nastran SDMAXT 参数；实数 ≥ 0.0；默认值 = 0.0）- 此参数是损伤开始时焊接接合材料的拉伸应力。

剪切应力(初始损伤)：（Nastran SDMAXS 参数；实数 ≥ 0.0；默认值 = 0.0）- 此参数是损伤开始时焊接接合材料的剪切应力。

分离法线(初始损伤)：（Nastran UDINITT 参数；实数 ≥ 0.0；默认值 = 0.0）- 此参数是接头损伤开始时垂直于主焊接表面的分离。

切向滑移(初始损伤)：（Nastran UDINITS 参数；实数 ≥ 0.0；默认值 = 0.0）- 此参数是接头损伤开始时与主焊接表面相切的滑移。

分离法线(完全失效)：（Nastran UDMAXT 参数；实数 ≥ 0.0；默认值 = 0.0）- 此参数是接头损伤导致完全失效时垂直于主焊接表面的分离。

切向滑移(完全失效)：（Nastran UDMAXS 参数；实数 ≥ 0.0；默认值 = 0.0）- 此参数是接头损伤导致完全失效时与主焊接表面相切的滑移。

焊接失效结果

沿焊接接触界面的单元可从确定焊接接合材料失效的位置自由拉开。换句话说，您可以通过位移模型结果中出现的分离查看焊接失效。

此外，执行焊接失效计算时，还会生成三个 Nastran 输出矢量（详细介绍如下）。但是，这三个结果当前在 Simulation Mechanical 结果环境中不受支持。若要查看与焊接损伤相关联的结果等值线，必须将模型输出到 Autodesk Nastran 编辑器，然后运行模拟，并在该处对结果进行后处理。其他焊接失效结果如下所示：

• SSHL 接触等效应力：此输出矢量报告表面接触界面处的等效应力状态，并使用以下方程对沿接触表面的节点进行计算：

  σ_eqv = [σ_normal² + 3(τ_x² + τ_y²)]^1/2

  其中：

  • σ_normal 是 SSHL 接触法向应力
  • τ_X 是 SSHL 接触剪切应力 –X
  • τ_y 是 SSHL 接触剪切应力 –Y
• SSHL 粘合有效位移：此输出矢量报告接触位于接触表面的节点的有效位移量。SSHL 粘合有效位移是相对于主表面的从属节点的节点相对位移量。使用以下方程计算有效位移：

  D_EFF = [D_Z² + (D_X² + D_Y²) / 3]^1/2

  其中：

  • D_Z 是从属节点距离局部坐标系中主表面的法线位移
  • D_X 是从属节点相对于局部坐标系 X 方向的位移
  • D_Z 是从属节点相对于局部坐标系 Y 方向的位移
• SSHL 粘合损伤：此输出矢量报告接触表面发生的损伤量。它是有效位移与允许的接合位移之比。