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FEMFAT spot

乗用車やトラックのキャビンなどの構造強度を保証するためには、数多くのスポット溶接とパンチリベットが必要です。これらの接合一つ一つは、潜在的な初期き裂を含むことを意味するため、疲労強度解析には特に信頼性の高い手法が必要です。

FEMFAT spotは、スポット溶接で構成されている薄板板金部品に対して、正確な剛性と耐久強度のシミュレーションを実施するための評価手法を提供します。
FEMFAT spotでは、2つの異なるアプローチを用意しています。

シェル要素の要素応力を用いる方法
要素応力を用いる方法では、剛性が最適化された詳細なシェル要素モデルにより、個別にスポット溶接をモデル化します(ナゲットモデル)。これらのナゲットモデルは、FEMFAT spotモジュールに統合されたRemeshing機能、または汎用のプリプロセッサーにより生成できます。SPOT Remeshing機能またはANSAプリプロセッサーによりモデリングをすることで、FEMFAT用の定義が完全に自動化されます。

次のステップは、局所的に修正したモデルの応力解析です。これは、疲労寿命予測解析のためのベースとなります。

結合要素の要素力を用いる方法(JSAEの方法)
要素力を用いる方法におけるスポット溶接のモデル化は、シンプルな接続(梁要素+コネクター要素、ソリッド要素+コネクター要素、CWELD要素など)により作成します。疲労強度解析は、JSAEの手法に則った内力やモーメントにより、構造応力を算定して評価されます。JSAEの方法は、Ruppの評価方法を改善したバージョンです。要素応力を用いる方法と比較して、モデルの作成時間を省くことができるため、短い時間で疲労解析が実施できます。しかし疲労解析結果の精度は、メッシュの依存性が高くなります。

両方の評価方法を実現するための疲労寿命予測の核となるのは、XML形式のSPOTデータベースです。データベースは試験結果に基づき調整されており、疲労に関連するパラメーターが包括的に網羅されています。
SPOTデータベースは、スポット溶接やリベット接合のパラメータを柔軟に定義することができます。例えば、1回の計算実行で異なるタイプの接合(スポット溶接とリベット接合)や等価応力で評価ができますし、接合する各板に対して、別の材料を割り当てることもできます。さらに、ねじ止めされている特殊な接合部の解析では、合計3列のナゲット要素を作成(SPOT Remeshing機能やANSAプリプロセッサ)して、疲労評価することも可能です。

FEMFAT basicやFEMFAT maxの疲労強度解析にFEMFAT spotを連携させることや、さらにFEMFAT weldを併用させることも可能です。

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