静强度分析中应力集中如何评估

davinse

T形焊接接头焊缝的根本存在应力集中，超过材料的强度极限（Q690的材料，焊缝根部倒R1圆角，计算应力1400MPa，取1.67*0.4t-0.67*t处算也有830MPa），但实际使用过程中5年仅有2%发生开裂，请问这种地方一般怎么评估呢？搜了一些资料，有的说取2倍的屈服极限，有什么依据吗？

iambadman

1，仿真上读应力有一定难度，比如你什么单元，拐角的单元排数，现在假设你应力读的是对的。
2，是不是实际载荷没有你计算的那么大？
3，材料本构的塑性的还是弹性的？

davinse

iambadman 发表于 2017-7-25 16:12
1，仿真上读应力有一定难度，比如你什么单元，拐角的单元排数，现在假设你应力读的是对的。
2，是不是实际 ...

1.仿真应力还是比较准的，用各种软件各种网格各种粗细都算过，不存在奇异了，而且在3个板厚区域范围内的应力都是高于强度极限的，假设是对的吧。
2.实际载荷跟我计算的差不多，按计算载荷做过应力试验，也做过实际工况的应力试验，规则区域应变片读取应力还是比较吻合的。
3.材料使用Q690，就是屈服极限690MPa的高强结构钢。

静强度计算肯定不准，按照计算肯定发生塑性变形了，收敛的结果应该可以作为评估的标准，现在心里没个谱。还有一个现象就是受拉的才开裂，受压没有开裂。

iambadman

davinse 发表于 2017-7-26 09:21
1.仿真应力还是比较准的，用各种软件各种网格各种粗细都算过，不存在奇异了，而且在3个板厚区域范围内的 ...

1，受压一般是强很多的。这个区域是受压还是受拉（你可以看看第一主应力）
2，危险的区域不是平坦区域，所以基本上不能用应变片的。但是这个实验很漂亮，说明你的加载是基本正确的。
3，工程上的断裂，局部受弯的要多很多。而材料测试的实验是整个横断面受拉比较多。----实际上这两次可能会有一些区别的，至少疲劳寿命书本上给的参考值大约有20-40%的区别，还是不小的。你的是静力，不知道是不是区别也这么明显。

4，最最重要的一点，我个人处理类似静力断裂CASE的时候，很少也非常怕去读应力。。也见过著名大学的还比较强的教授的分析报告（能力还是比较强的），就是在这个判断上用用力去做，结果判断几乎完全是错的，或者误差很大。。。我建议你用应变去做判断。稳定性也好恩多。我觉得可能会容易很多。。
如果这个方面好用，请你告知一下结果。

5，另外，一般来说，如果不是你亲自测试，你的材料数据可能偏低的（除非劣势材料），有些甚至区别还不小，官方的数据有些是最低标准，比如最常用的304不锈钢，非常非常普遍，屈服的205一般是说最低数值，你自己去测试基本上度都有240左右。

应力非常难，不要滥用应力，对应力要心存敬畏。老用应力是学校的学生和老师是习惯，工程上是初学者的习惯---个人观点。。

iambadman

davinse 发表于 2017-7-26 09:21
1.仿真应力还是比较准的，用各种软件各种网格各种粗细都算过，不存在奇异了，而且在3个板厚区域范围内的 ...

690是屈服强度，不是断裂强度，这两者关系不大。。
例如304，屈服只有205-250，静断裂的真实应力是1035MPA。。。还是实验数值，工程上更高都可能。。

当然高强钢区别没这么大。

wrj001

1.67*0.4t-0.67*t 是结构应力算法，应是弹性状态下的计算。
但这样的计算结果只是作为参考应力，不是材料中的真实应力。不能这样对比。

davinse

iambadman 发表于 2017-7-26 10:37
1，受压一般是强很多的。这个区域是受压还是受拉（你可以看看第一主应力）
2，危险的区域不是平坦区域，所 ...

厂家给的屈服极限是780-940，工艺评定时也是这个范围内。
非常感谢，确实碰到过很多地方应力很高地方不开裂应力低又发生开裂的，一直以来都是通过直觉判断刚度的方法来调整局部刚度。一直都是做线弹性静强度分析，应该需要进阶一下了

davinse

wrj001 发表于 2017-7-26 12:11
1.67*0.4t-0.67*t 是结构应力算法，应是弹性状态下的计算。
但这样的计算结果只是作为参考应力，不是材料中 ...

其实就是想偷懒找一个可以通过线弹性静强度分析来评估这种T形焊缝结构的可行方法。
目前来看1.67*0.4t-0.67*t比2倍屈服极限结果要稳定一些

YHQ881892

一般说来，公式是经过大量实际使用经验总结出来的，具有实用性，可靠性，设计时得满足公式要求，但有一点值得说明的是，不满足公式不代表使用就一定会出问题，这点就不用我解释了。而有限元的建模与结果的判断影响因素太多，说得难听点，真正能用有限元搞事的人是很少的。正确的建模，不该简化的地方不简化，接合公式及实验，有限元是应该能搞出一个合理的结果的，不要灰心

iambadman

YHQ881892 发表于 2017-7-28 07:29
一般说来，公式是经过大量实际使用经验总结出来的，具有实用性，可靠性，设计时得满足公式要求，但有一点值 ...

恩，怎么用有限元做一些细节判断是需要积累的。

syt求知

路过，学习了

moomice

这是两码事吧。静强度是按照标准，估算使用过程中可能出现的最大载荷，并且需要考虑一定安全系数。而使用过程中是否出现裂纹需要用使用载荷或者载荷谱进行疲劳/断裂分析。

小蒋vv

在汽车上的一些零部件，有些开裂的正是那些应力不大的区域，其开裂就是疲劳问题。感觉在分析的时候，是不是要多考虑一些，尽可能的考虑到疲劳这些。

whhw

受静载的结构，是允许出现小区域的屈服的，因为屈服后应力得到释放，大区域应力将下降，整体并不会开裂。至于这个允许的区域是多大，你可以再做一个塑性分析，看看屈服后整个截面的应力和变形来判断。而受交变载荷的结构则不允许这种应力集中，因为会疲劳开裂。

ilwj25

楼主的问题很好，如果金属材料受压，即使发生屈服，也不会发生疲劳，不会开裂。

guluyin

ilwj25 发表于 2017-8-1 21:32
楼主的问题很好，如果金属材料受压，即使发生屈服，也不会发生疲劳，不会开裂。 ...

这个结论不能这么下，只能说绝大多数情况下。

zsq-w

iambadman 发表于 2017-7-26 10:37
1，受压一般是强很多的。这个区域是受压还是受拉（你可以看看第一主应力）
2，危险的区域不是平坦区域，所 ...

1. 4，最最重要的一点，我个人处理类似静力断裂CASE的时候，很少也非常怕去读应力。。也见过著名大学的还比较强的教授的分析报告（能力还是比较强的），就是在这个判断上用用力去做，结果判断几乎完全是错的，或者误差很大。。。我建议你用应变去做判断。稳定性也好恩多。我觉得可能会容易很多。。
   
2. 如果这个方面好用，请你告知一下结果。
   
3. 
   
4. 5，另外，一般来说，如果不是你亲自测试，你的材料数据可能偏低的（除非劣势材料），有些甚至区别还不小，官方的数据有些是最低标准，比如最常用的304不锈钢，非常非常普遍，屈服的205一般是说最低数值，你自己去测试基本上度都有240左右。

复制代码

4 与I版主同感，有时候需要同时参考应变，特别是存在塑性变形的时候。
5 赞同。手册或者官方数据是一定程度的保证值。就强度而言，自己做实验验证的话，一般实验值会大于官方保证值，否则可能是材料供应质量存在问题。

小蒋vv

小蒋vv 发表于 2017-7-31 08:57
在汽车上的一些零部件，有些开裂的正是那些应力不大的区域，其开裂就是疲劳问题。感觉在分析的时候，是不是 ...

Von Mises应力

zsq-w

小蒋vv 发表于 2017-8-5 08:18
Von Mises应力

恩，那就难怪了。 这类工况往往可以参考下最大拉应力。

guluyin

guluyin 发表于 2017-8-4 14:40
这个结论不能这么下，只能说绝大多数情况下。

之前对某零部件做过一个低周疲劳试验，发现有限元预报受压的区域在试验中出现了裂纹。原因分析是在加载卸载的一个循环中，虽然该区域平均应力是受压，但应变幅较大（在加载工况下该区域因为压缩材料发生了屈服），仍然导致了该区域出现了疲劳损伤。