生活常识薄钢板粘接点焊结构的强度有限元分析2023/2/20 11:46:28

会呼吸的痛

粘接与点焊相结合的技术(以下简称粘焊)，是金属薄板连接中的一种新兴技术，80年代以来它受到学术界和产业界的关注。粘焊技术的研究，在理论上涉及化学、界面物理、界面化学以及材料科学等学科，是一种多学科交叉的边缘科学。在工程际中粘焊技术已开始得到重要应用，但缺乏较完整的理论体系。文献针对烟台汽车制造厂的农用车驾驶室底盘前横梁际的点焊构件，以及相应的粘接点焊结构进行了有限元分析。为进一步研究其强度特性，本文则对它们进行了验研究并与数值分析结果作了对比分析，其结果对工程际有参考价值。有限元分析的相关问题可以到网站了解下，我们是业内领域专业的平台，您如果有需要可以咨询，相信可以帮到您，值得您的信赖！

所分析的两种试件的不同之处仅在于接合部位，一种是仅靠焊点连接的，而另一种是先粘接后点焊的，本文对它们进行了弯曲和扭转验。


该结构因其截面图如同帽子，故称其为帽式结构。


制作试件时选用的材料是汽车薄钢板。所用粘接剂为酚醛树脂结构胶，其材料参数是：E=2875GP，0415，G=106GP。粘接后再点焊时的工艺及比较佳参数见文献，这里不再说明。


试验中采用电测法测胜点焊结构和枯接点挥结构下底板中心线的应力。


考虑到载荷和试件的对称性，弯曲验时应变片只贴了半边。


扭转时的下底板上主要是剪应力，因此应变片是按45度角斜贴的，所得到的应力值与剪应力的大小是一祥的。


点焊连接时，应力明显比焊点处的偏高，整条曲线表现出较大波动性。而在粘接点焊连接时不论有焊点应力都比较均匀。它的大多数节点上的应力差不多都在一条水平线，尽管在个别点有些分散，这大约是试验过程中的各种因素所致。


将骏教据与数据分析结果进行比较有重要惫义，它不仪可以直观地验证数值分析的准碗程度，更重要的是它能帮助我们贾清楚地观察出各种因素的影响，以便找出在计算和验中要改进的地方，这对以后深入地进行计算分析和脸研究是有惫义的。一旦它呈现较好的一致性，就可以大大减小验工作。这对在结构的设计、生产中降低成本，缩短从研制到生产的开发时间，都是十分有意义的。


在数值分析中，上下板全部使用薄板单元，有限元单元划分的难点和重点在于确定接合部位的单元形式，考虑到不同单元自由度数的匹配问题及计算精度，本文在接合部位采用了维体单元，效果不错。所用维体元容易现不同自由度数单元间的协调。该模型共有650个节点，576个薄板单元，16个焊点体单元和128个胶层体单元。


在弯曲载荷与扭转载荷作用下，粘焊结构和点焊结构中的应力分布的计算结果与测量结果可以看出验结果与有限元分析结果所显示的规律性基本是一致的，这证明了数值分析有较好的可信度。但也存在着一些区别。比较明显的区别在于数量上，计算结果都比相应的验值大。存在这种差别的可能原因，主要有以下几个方面：


(1)计算时采用的力学模型是经过简化的，薄板单元只承受个中面力，而测量的是表面应力，这就很难精确地反映板厚的影响。


(2)因为是薄壁结构，其边界条件按际模拟比较困难。弯曲验时采用的是支座不可能让试件现自由滑动，而是有一定摩擦力；扭转时在所谓的固定端不可能现理想的固定端约束，际上有一定的松弛。


(3)由于摩擦，验时际加到试件上的载荷难以达到标称值的大小，比如说，弯曲加载时，杠杆系统中的摩擦要起一定的作用，但本文对测试结果没有加以修正。


(4)扭转时应变片的角度误差影响较大。


粘焊结构的数值分析和验结果下底面两端都有一定的压应力，它们刚好处于两端首个焊点外，这可能是由于胶层的弹性模量小于钢板的弹性模量和支座与结构之间的摩擦阻力所致。