Презентация "Прогнозирование долговечности соединений выполненных точечной сваркой" по информатике – проект, доклад

РАЗДЕЛ 20 ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ СОЕДИНЕНИЙ, ВЫПОЛНЕННЫХ ТОЧЕЧНОЙ СВАРКОЙ

МОТИВАЦИЯ

Около 50% всех задач усталости материалов в автомобильной промышленности связаны с анализом точечной сварки Стоимость работ связанных только с одной точечной сваркой на автоматизированной промышленной линии может превышать $30,000 Внесение поздних доработок может привести к удорожанию этих работ вдвое Независимо от вида конструкции, качество выполнения точечной сварки напрямую влияет на качество всей конструкции

СЛОЖИВШАЯСЯ ПРАКТИКА

Все больше растет необходимость в автомобильной промышленности уменьшения затрат времени на разработку новых изделий. Уменьшение числа прототипов означает необходимость применения в большем объеме систем инженерного анализа. Сегодня не существует универсальных инструментов для прогнозирования долговечности точечной сварки Решение о количестве сварных точек, их расположении и размере обычно принимается на основе: Решения проектирующего инженера, которое он принимает, исходя из уровня напряжений и опыта (сварные точки часто вообще не моделируются) Решения технолога, которое он принимает из соображений существующей технологической базы и экономических критериев

МЕТОД НА ОСНОВЕ СТРУКТУРНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ

Для моделирования сварных точек при помощи жестких балок достаточна грубая КЭ сетка Балки используются для определения передаваемых сил и моментов и через место сварки Усилия и моменты используются для расчета «структурных напряжений» Долговечность расчитывается на основе применения правила Майнера Метод в общем случае применим для применения в анализе сложного многоосного нагружения

Балочный элемент ( Rupp - Storzel - Grubisic )

АВТОМОБИЛЬНАЯ ДЕТАЛЬ СО СВАРНЫМИ ТОЧКАМИ

КАК МОДЕЛИРОВАТЬ ТОЧЕЧНУЮ СВАРКУ?

Блок-схема (5 блоков)

Оптимизация и испытания

Нагружение (история по времени)

Материал (S-N кривая для сварки)

Геометрия (балочные элементы)

Усталостный анализ (Spot Weld Analyzer)

Постпроцессинг

ИСТОРИЯ НАГРУЖЕНИЯ

РАСЧЕТ СТРУКТУРНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ

Структурные напряжения вычисляются на основе сил и моментов в каждом балочном элементе:

Лист 2

Область сварной точки

Лист 1 Fz Mx Fx Fy My

Напряжения в листе :

s d

Аналогчиные уравнения для напряжений в сварной точке Применяемые коэффициенты корректируют размерный фактор

ТИПИЧНЫЙ ОБРАЗЕЦ ДЛЯ УСТАЛОСТНЫХ ИСПЫТАНИЙ

ТИПИЧНЫЕ КРИВЫЕ УСТАЛОСТИ (S-N КРИВЫЕ)

ПРОЦЕДУРА ПОДСЧЕТА ПОВРЕЖДАЕМОСТИ

Напряжения и усталостные поврежедения расчитываются вокруг каждой сварной точки с интервалом 10 градусов как для самой сварной точки для и для соединяемых деталей Изменение напряжений в точке считается так: где k = номер расчетного случая статического, или переходного процесса. Долговечность вычисляется при помощи линейного суммирования повреждаемости (правила Майнера)

ОПЦИИ ПОСТПРОЦЕССИНГА РЕЗУЛЬТАТОВ

Листинг файлов результатов: долговечность, повреждаемость, расположение трещины и т.д. Использование средств MSC.Patran (Insight) Полярные графики повреждаемости Возможность проведения оптимищации

РЕЗУЛЬТАТ УСТАЛОСТНОГО АНАЛИЗА

ПОЛЯРНЫЙ ГРАФИК ПОВРЕЖДАЕМОСТИ

ПРИМЕР: АНАЛИЗ ТОЧЕЧНОЙ СВАРКИ

Проведите анализ сварных точек. На входе – несколько историй нагружения.

УСТАНОВКА ПАРАМЕТРОВ РЕШЕНИЯ

ВВОД ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРИАЛА

ВВОД ИНФОРМАЦИИ О НАГРУЖЕНИИ

УПРАЖНЕНИЕ

Выполните упражнение из главы 12 книги Quick Start Guide -“A Spot Weld Analysis” Еслти что-либо не понятно – не стесняйтесь спрашивать.