面臨的挑戰(zhàn)：

汽車生產(chǎn)制造中，在熱連接過(guò)程中(如: 焊接),通過(guò)熱量輸入使金屬熔化并形成一個(gè)安全的連接接頭;在這一過(guò)程中熱影響區(qū)的材料會(huì)發(fā)生微觀組織結(jié)構(gòu)的變化，這些轉(zhuǎn)變也可能成為導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失效的誘因。

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用戶名稱：長(zhǎng)安汽車股份有限公司
面臨挑戰(zhàn)：在熱連接過(guò)程中(如: 焊接),通過(guò)熱量輸入使金屬熔化并形成一個(gè)安全的連接接頭;在這一過(guò)程中熱影響區(qū)的材料會(huì)發(fā)生微觀組織結(jié)構(gòu)的變化，這些轉(zhuǎn)變也可能成為導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失效的誘因。
產(chǎn)品、解決方案名稱： MSC Simufact.Welding
實(shí)現(xiàn)效果：對(duì)焊接殘余應(yīng)力和變形進(jìn)行精準(zhǔn)的預(yù)測(cè)，并基于得到的焊接殘余應(yīng)力等結(jié)果進(jìn)行后續(xù)的焊縫疲勞性能分析,幫助企業(yè)降低開(kāi)發(fā)階段的測(cè)試工作約 20%的時(shí)間和 10% 的成本投入。

挑戰(zhàn)
現(xiàn)代底盤的概念和設(shè)計(jì)需要多種材料混合使用，一方面為了保證乘員安全(高強(qiáng)度和剛度),另一方面實(shí)現(xiàn)減重以及減少燃料消耗。為了連接不同種材料的組件，多種不同的焊接技術(shù)被應(yīng)用。在焊接過(guò)程中，熱量的引入是熔化金屬并創(chuàng)造一個(gè)安全接頭所必須的，但它也同時(shí)改變了熱影響區(qū)(HAZ)材料的微觀組織結(jié)構(gòu),這一變化可能進(jìn)一步導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的失效，如在工作負(fù)載條件下焊縫附近發(fā)生開(kāi)裂。
在焊接擺臂和扭力梁的子總成時(shí),可以看到在熱影響區(qū)(HAZ)附近頻繁發(fā)生開(kāi)裂問(wèn)題。調(diào)查焊接條件及其對(duì)疲勞壽命的影響必須在上述子總成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中實(shí)施，從而實(shí)現(xiàn)失效的預(yù)防
Simufact 解決方案
為了解決這個(gè)技術(shù)問(wèn)題并找到一個(gè)可行的工藝設(shè)計(jì)方案，MSC 中國(guó)團(tuán)隊(duì)開(kāi)始幫助客戶針對(duì)上述結(jié)構(gòu)開(kāi)展焊接過(guò)程仿真分析和執(zhí)行后續(xù)的疲勞壽命計(jì)算。這里的關(guān)鍵點(diǎn)是提供殘余應(yīng)力和全部的“焊接歷史”(即變形、殘余應(yīng)變,峰值溫度)作為疲勞壽命模擬的初始條件。為此 Simufact elding 作為最先進(jìn)的仿真工具被用來(lái)預(yù)測(cè)相關(guān)結(jié)果值和優(yōu)化不同焊接條件下的工藝參數(shù)。
焊接殘余應(yīng)力顯著影響焊縫的疲勞耐久性能。在傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和疲勞壽命有限元分析中焊接殘余應(yīng)力沒(méi)有被考慮進(jìn)來(lái),因此工程師們不能重現(xiàn)開(kāi)裂問(wèn)題。采用 Simufact Welding,工程師們能夠復(fù)現(xiàn)擺臂的焊接過(guò)程,并獲得焊接殘余應(yīng)力。通過(guò)結(jié)合疲勞分析和基于 Simufact Welding 得到的結(jié)果焊接殘余應(yīng)力,開(kāi)裂問(wèn)題可以成功重現(xiàn)。為減少焊接殘余應(yīng)力和關(guān)鍵接頭的焊接變形,工程師將焊接順序進(jìn)行了調(diào)整，并將改進(jìn)后的焊接工藝在 Simufact Welding 中進(jìn)行了分析。最終解決了開(kāi)裂的問(wèn)題,并將焊接變形減少至可接受的公差范圍。
上述工作流程被應(yīng)用到擺臂和扭力梁兩種結(jié)構(gòu)上,可以明顯的和可持續(xù)的幫助用戶減少焊接殘余應(yīng)力、變形，最終成功的預(yù)防結(jié)構(gòu)開(kāi)裂問(wèn)題。
受益
長(zhǎng)安汽車通過(guò)使用 Simufact 能夠?qū)附託堄鄳?yīng)力和變形進(jìn)行精準(zhǔn)的預(yù)測(cè)，并基于得到的焊接殘余應(yīng)力等結(jié)果進(jìn)行后續(xù)的焊縫疲勞性能分析,從而幫助企業(yè)降低開(kāi)發(fā)階段的測(cè)試工作約 20%的時(shí)間和 10% 的成本投入。

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