nCode：DesignLife案例教程三
nCode ： DesignLife 案例三——点焊结构的疲劳分析
- 3.1 案例文件
- 3.2 连接图标
- 3.3 定义分析流程
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- 3.3.1 定义材质映射
- 3.3.2 编辑载荷映射
- 3.4 运行分析流程
本案例使用Spot Weld Analysis图形符号计算点焊钢构造的疲劳寿命。它是汽车车身的一部分，在轮拱周围和上方支撑车轮的主要垂直载荷（减震塔）。
3.1 案例文件
此案例的数据文件位于nCode安装目录下\demo\designlife\03_SpotWeldFatigue\：
- shock_loads.s3t
- shock_spot.op2
将上述文件复制到工作文件夹中，并使用副本文件完成该实例。
3.2 连接图标
将所有必须使用的图标拖入工作区：
- 从Input选项板中，将FE Input和Time Series Input图形符号拖到工作区中。
- 从DesignLife选项板中，将Spot Weld CAE Fatigue图形符号拖到工作区中。
- 从Display选项板中，将FE Display图标拖到工作区中。
现在需要连接各种输入/输出通道，并设置图形符号的属性，以便它们适合于分析。
图形符号的名称可以更改。例如，FE Input图形符号在拖入后名称末尾会自动添加“1”，这是因为它是第一个FE Input，并相应地自动编号。若要重命名，请在其上单击鼠标右键，然后选择Rename。
- 如下图所示连接输入/输出接口：
- 从Available Data中：
● 将shock_spot.op2拖到FEInput1上;
● 将shock_loads.s3t拖到TSInput1上。可以从三个可用的通道中选择一个单独的通道，但我们需要这三个通道来进行分析，所以只需选择文件名即可。请注意，输入标志符号表示已添加测试。
还可以简单地将时间序列和FE模型数据文件拖到工作区中。GlyphWorks将检测它们的类型，并自动将它们插入正确类型的输入图标中。
- 在开始使用创建的流程之前，应该保存它。这不是强制性的步骤，但强烈建议这样做。要保存流程，请使用菜单选项File>save Process，并键入进程文件名，例如SimpleSpotWeld_mine.flo. 如果流程已保存，则Save Process As菜单选项也可用。
3.3 定义分析流程
我们在这个例子中使用的疲劳载荷是时间序列文件shock_loads.s3t。注意，它包含三个力的加载通道，单位是牛顿。s3t格式的替代品包括nCode的DAC或MTS RPC文件。有关详细信息，请参阅《File Formats User Guide》。
- 勾选TSInput1的Display复选框以生成频道的缩略图，并最大化显示以查看时间历史记录。现在将窗口还原回缩略图。
有限元模型包括指定给特性ID或组的特性，但其定义不包括本点焊分析所需的疲劳特性。我们现在需要将FE组名称映射到适当的疲劳特性名称。
- 右键单击点焊图标SpotWeldAnalysis1以打开Property菜单（如下图）
对于本例，重要的选项是控制分析功能的属性选项，例如是否分析三个中间工作表。
在下面的Edit Material Mapping（材质映射）中，将会使用Materials Mapping对话框设置荷载和材质。
而在Fatigue Analysis of a Spot-welded Structure中，将会使用Load Mapping对话框设置载荷和材料。
3.3.1 定义材质映射
在这一步中，需要将材质映射到模型的三个组件，即每个焊缝的两个薄板所用的材质和熔核的材质。为此，我们将使用Edit Material Mapping功能来选择点焊材质。
- 在SpotWeldAnalysis1上单击鼠标右键，然后选择Edit Material Mapping。对于是否运行流程的问题选择No。
上部窗口显示为模型定义（或需要被定义）的内容。下面的窗口显示可用的材质。
在此有一个默认的组材质，它将用于模型中未显式定义材质的所有部分。
如果这不适合你自己的某个设计方案，则不要为默认组指定材质。未分配的材料组将很明显。
- 在Select material to assign区域中，单击板材Spot; Generic Sheet，将其指定给上部窗口中的Sheet 1 Material和Sheet 1 Material。要执行此操作，请高亮显示默认材质那一行，然后单击以高亮显示Spot；Generic Sheet。
单击第一个和第二个按钮以指定材质。按钮上的红线表示焊接位置。
- 映射到板材用于确定母材板材的失效，但我们也需要考虑熔核的失效。选择熔核材料Spot; Generic Nugget；
- 高亮Default Material并单击第三个按钮。
材质图上还有两个按钮及其对应的列，可用于指定用于预测扭转载荷疲劳的曲线。一般来说，点焊是成组使用的，因此单个点焊通常不会经历显著的扭转载荷。因此，我们将遵循常规做法，将这些列留空。 - 单击Group Properties按钮打开Materials Group Parameters对话框，并将Weld Diameter Method设置为Automatic。这将导致直径被设置为一个值，而该值取决于在nCode安装的nssys文件夹中找到的名为spotweld.sys的查找表，从而决定每个点焊中两张薄板的厚度。软件附带的文件只是一个例子。对于重要计算，此文件的内容应反映贵公司的实际做法，否则应为每个分析组手动设置焊缝直径。还有其他几个选项，如Scale Factor，但在该案例中我们将接受其默认值。
- 单击OK关闭Material Group Parameters对话框，然后单击OK关闭Edit
Material Map对话框。
3.3.2 编辑载荷映射
现在可以用类似的方式编辑载荷映射，但是对于这个练习，默认值是可以接受的，因此不需要任何操作
3.4 运行分析流程
- 点击Run；
当疲劳解决方案运行时，运行编号、分析编号和实体编号将显示并更新在点焊图标上。
- 单击FEDisplay1，点击最大化按钮以提高清晰度；
- 右键单击显示并选择Properties对话框。有限元模型显示的许多特性可以改变；
也可以通过双击图标的标题来弹出Properties对话框。
如果要想更清楚地看到点焊结果：
- 在FE Display > Model Parameters选项板中，通过将Marker Size设置为12来更改显示特性。
单击Apply按钮可立即查看任何更改效果。
在FE Display > Model Parameters选项板中设置Plot Type为Contour，Line Colour为White。
- 在FE Display > Background中，选择Print View。选择Print View时，背景也将变为白色。
- 为了确保模型轮廓和背景之间的对比度，在FE Display > Model Parameters选项中，选择除白色以外的线颜色，例如黑色。要更改线条颜色，请单击Line Colour按钮以打开选择调色板。
调色板还可用于自定义背景、结果图例和组选项的颜色方案。
- 完成显示的自定义后，最大化FEDisplay1。下图显示了点焊示例的绘图。
请注意，元素32597被标记为具有最高伤害的元素。用于检查静态失效的特性[当计算点之一处的计算应力超过材料的极限抗拉强度（UTS）时]的默认设置为False。未验证点焊的静态失效标准；因此，默认设置为False。
要启用检查，我们必须更改属性SpotWeldEngine_CheckStaticFailure为Warm。此属性有三种可能的设置：
1.默认设置为False，这将禁用检查；
2.如果设置为Stop，程序第一次发现静态故障时，计算将停止；
3.如果设置为Warn，则预测静态故障的任何节点或元素都将被标记为Warn，但计算将继续。
- 要编辑特性SpotWeldEngine_CheckStaticFailure，请右键单击SpotWeldAnalysis1并选择Advanced Edit。
对是否运行流程的问题选择Yes。
在Analysis Runs>Run1>AnaDef>SpotWeldEngine部分下，将CheckStaticFailure的值更改为Warn。
通过右键单击Name列并从上下文菜单中选择“按字母顺序查看”，可以按名称对属性进行排序，如下所示。
- 点击Run重新运行流程，并更新FEDisplay1；
- 利用锁定，放大，移动和旋转等视图变换功能仔细观察损伤最高的区域：ID = 32597；
