xiaopiujy 发表于 2011-6-20 00:27:57

spotweld in ls-dyna summary-by xiaopiujy

本帖最后由 xiaopiujy 于 2011-7-3 10:19 编辑

最近看了一些焊点的方面的研究以及在ls-dyna中的仿真论文，这里要感谢qaaqa兄给我发的几篇经典论文。

在ls-dyna主要有以下几种模拟方法：

一、刚性化节点通过关键字*CONSTRAINED_SPOTWELD或者*CONSTRAINED_NODAL_RIGID_BODY来定义，这种主要优点就是建模比较容易，并且对时间步长没影响，缺点为要求单元的网格最好垂直对齐，并且忽略了焊点的变形。

二、可变性梁单元 通过关键字*section_beam中的elform=9（spotweld）来定义，其主要优点就是建模也相对较容易，考虑的焊点的变形，并且可以定义不同的失效模型，缺点就是不能传递平面内扭矩，并且对时间步长有影响。

三、六面体实体网格 主要通关建立六面体来模拟网格，优点是精度高，其中8-hex与试验结果吻合很好，并且可以克服梁单元不能传递平面扭矩情况，缺点就是建模难度比较大、计算时间长、对时间步长影响较大。

四、弹簧单元 主用通过弹簧单元来模拟焊点，主要通过弹簧的力-位移曲线来定义其力学行为，并且可以定义失效。优点是建模容易，计算时间少，并且精度较高，缺点就是与实际情况差别较大。

对于焊点的接触主要有*contact_tide_shell_edeg_to_surfece和**contact_spotweld，对于实体单元推荐用前者，并且一般将焊点定义成从面，薄壁件定义成主面。

对于失效模拟也有很多种方法：时间失效、塑性失效、力/力矩失效、toyota梁理失效等，具体可以参考k手册。

后处理中可以通过定义*DATEBASE_SWFORC来输出焊点相关项：轴向力、长度、剪力以及合力等，具体参考k手册。

欢迎各位补充和指正！

qaaqa 发表于 2011-6-20 01:22:38

第一种方法是早期模型常采用的建模方式，现在的碰撞仿真中已经很少使用，实际应用中只要保持连接面单元尺寸比较接近即可，未必强求网格对其，这种模拟方法的最大缺点就是“过刚”，但是对变形很小的部位采用这种方法还是可行的，实际上，在整车级应用中，这种建模比较耗时，尽量不采用。
第二种方法是目前汽车行业通行方法，建模非常简单，缺点在于失效行为的模拟，软件提供的失效判据基本上只适用于实验室级仿真，不适用于工程仿真，虽然传统上配合的接触类型采用contact_tide_shell_edeg_to_surfece，但是近年来，汽车企业主要转向contact_spotweld的应用，如果仿真过程中涉及刚柔转换，还是采用contact_tide_shell_edeg_to_surfece，可激活_offset选项。
第三种方法是dyna近年来主推的一种建模方式，配合建模软件，不存在难度，与beam型一致，优点确实可传递扭矩，但实际焊点失效主要是混合载荷作用，扭矩作用有限，有特例：如整车碰撞时安全带与B柱组件连接失效主要就是扭矩作用，迄今为止，仍没有合适的失效判据进行模拟。
第四种，近年鲜用。
失效模型中比较先进的是丰田模型和戴姆勒克莱斯勒模型，后者其实是前者的一种变种，但是可控参数多，使用更灵活，相应，参数确定需要的实验也比较复杂，增加了工程应用的复杂性。
此外，还有很多其他类型模拟方式，如CZM模拟和Treffz模拟方式（后者可能拼写错误，记不清了），感兴趣者可参考几年来dyna各届会议论文。
目前对焊点研究最深入的主要是德国和法国的一些学者，同时挪威、韩国也有一些不错的研究成果，详细内容可google或Sciencedirect搜索。

lsh19820928 发表于 2011-6-23 20:27:50

搞得不错！不知道是不是这样的？

ywh362568 发表于 2011-6-23 22:58:17

实际碰撞中，焊点撕裂是非常常见的
目前我了解的汽车公司确实在用第二种较多
第三种类似于在两个壳体之间创建一些六面体单元，对吗？现在粘结似乎都是这么处理。

xiaopiujy 发表于 2011-6-23 23:14:46

实际碰撞中，焊点撕裂是非常常见的
目前我了解的汽车公司确实在用第二种较多
第三种类似于在两个壳体之间创建一些六面体单元，对吗？现在粘结似乎都是这么处理。
ywh362568 发表于 2011-6-23 22:58 http://forum.simwe.com/images/common/back.gif
是的，使用固连接触来连接焊点与钢板！

ywh362568 发表于 2011-6-24 22:30:01

那么一般用六面体时，如何来考虑失效呢？
通过材料属性里的来是一种。另外似乎也有通过设置单元长宽比等参数来判断的，对吗？

xiaopiujy 发表于 2011-6-24 23:13:16

6# ywh362568
一般都是通过材料里面定义失效参数，设置单元长宽比等参数来判断这个没听说过！

lovehf 发表于 2011-6-24 23:44:49

楼主总结的很好，谢谢

kirsteen 发表于 2012-12-14 10:09:46

在大家的讨论中 学习

chrisbangle 发表于 2012-12-14 22:13:57

焊点失效可以分为焊点本身失效和母材失效，母材失效的话可以用120材料进行模拟的

rally 发表于 2012-12-17 22:59:22

ywh362568 发表于 2011-6-23 22:58 static/image/common/back.gif
实际碰撞中，焊点撕裂是非常常见的
目前我了解的汽车公司确实在用第二种较多
第三种类似于在两个壳体之间创 ...

现在汽车公司一般都是用第三种了，第二种方法在2010年之前用的比较多。

435939651 发表于 2014-3-18 09:59:55

本人新手，想问一个简单的问题，就是我现在做的一个整车前部溃缩模型，基本上都是用的sport weld，然后我想问一下焊点跟接触有什么关系？刚刚楼下说的“
虽然传统上配合的接触类型采用contact_tide_shell_edeg_to_surfece，但是近年来，汽车企业主要转向contact_spotweld的应用，如果仿真过程中涉及刚柔转换，还是采用contact_tide_shell_edeg_to_surfece，可激活_offset选项。
没看懂

neulc 发表于 2014-12-12 13:33:34

通常壳单元与实体单元怎么连接？

zhuhonghong 发表于 2015-5-8 16:39:45

精辟的总结，若是能附上每种方式的建模步骤或者图示说明就更好了

zdsimwe 发表于 2015-8-23 09:29:06

*CONSTRAINED_SPR2

luren1230 发表于 2018-7-25 06:39:56

不知现在汽车碰撞spotweld建模都用什么方法，有能兼顾计算效率和结果好方法吗

TAOZIGE 发表于 2021-10-22 14:25:31

感谢楼主的分享！

dongqingwa 发表于 2021-12-31 11:22:29

向各位学习了。。。。
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