关于焊接强度分析标准的一些思考和问题

QustFelix

对于典型的焊接强度计算，主要包含静强度和疲劳强度的计算。材料主要针对铝合金和结构钢，依据的标准主要为DVS 1612, DVS 1608 ,DIN EN 15085，IIW推荐计算手册等。
DVS 1612 为针对钢结构的焊接计算说明，标准中只说明了三种牌号，S235, S355。
0 l* z, p8 v4 I; FDVS 1608针对铝合金焊接计算，包括多种基材和热影响区的强度值规定，以及纯焊剂的强度值规定。
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$ X3 G# v9 r8 s钢结构的分析比铝焊接简单，钢结构焊接不需要考虑焊缝本身的强度的变化，铝焊接焊缝本身的强度比较低，以及热影响区的强度需要单独考虑（根据DVS 1608）。但是IIW推荐的标准中对于疲劳强度的计算并没有像DVS中那样，对不同的钢和不同的铝牌号分开来考虑。
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) s: N3 \# f% c; S焊接区域主要分为焊缝材质本身，热影响区和基材三个部分。DVS 推荐针对三个区域分别进行强度计算，特别是铝合金焊接的情况。钢焊接则没有提到这一点，认为焊缝和基材的强度差不多相等，或者比基材的强度跟高一些。
- X4 h$ b1 Q  g; G! m焊接评估的方法主要有四种，名义应力法，结构热点应力法，有效缺口应力法，和裂纹拓展的方法（断裂力学，针对有初始焊接缺陷的情况）。

我想重点讨论是名义应力法与结构热点应力法。
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+ K3 k5 o- M- Q2 W* \7 o根据DVS 1612, DVS 1608 ,DIN EN 15085 这三个标准，名义应力的计算和单元尺寸和类型有关，建议单元尺寸为板厚的0.5倍左右，取值点为距离焊趾1～1.5倍板厚的距离。结构热点应力法同样有明确的单元大小推荐和取值的距离和插值的方法。 对于钢结构焊接，利用名义应力法和结构热点应力法，对于不同角焊缝的尺寸，a3和a5和a8，焊透的情况，以及a5不焊透的情况下，在相同的工况下，分别进行焊缝附近的应力取值。


发现利用名义应力法和结构热点应力法得到的应力值，与焊缝的尺寸没有关系，对焊透不焊透也没有影响，而且不论IIW或者是DVS均对焊缝的尺寸对强度的影响没有定义。本人才疏学浅，希望读帖的诸君能分享经验，帮小弟解释下这个问题。
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; P0 y1 U4 v7 `- k" H在此提前感谢。

QustFelix

没有人，自顶一个。

Floral

楼主，你好~
& d  t- \3 l6 O! p: C0 B请问两个焊接零件间应该建立什么样的连接关系？

QustFelix

Floral 发表于 2014-3-25 17:10
楼主，你好~
1 V: j3 j% A1 W; y& A$ @/ i) I请问两个焊接零件间应该建立什么样的连接关系？

; F# d* i! v+ y  b8 w' f具体看你的应用，如果是想求得整体的一个响应，则对焊缝处不需要节点相连，直需要MPC连接即可。

如果是要做焊接分析，则对此处的单元大小和类型有一些约定，详见IIW的焊接强度计算的手册。

K_K

确实焊接形式确定了，对焊缝尺寸没有过多影响研究。

小楼一夜听春雨

利用名义应力法和结构热点应力法只是通过有限元方法得到的焊接接头的应力值，这两种方法对焊缝细节都不考虑，得到的应力值与焊接接头的疲劳极限进行比较进而评估接头的疲劳强度。如果考虑焊缝尺寸、焊透与否应该用缺口应力法，参见IIW。
# w; X" `/ D  {2 B& ^& c4 Z焊透不焊透对焊接接头的疲劳强度有很大影响，DVS1612、IIW、BS7608等标准里二者的疲劳极限相差很大。
至于焊缝的尺寸，一般根据EN15085进行焊接工艺设计。如果焊缝尺寸不够会导致焊接接头从焊根失效，一般焊接工艺都会有要求保证最小的焊缝尺寸，如果焊缝尺寸足够，那么接头的失效为焊趾开裂。
3 K6 K! X, [2 Y: N+ U' X* H至于同样的开坡口或不开坡口，在保证最小焊缝尺寸的前提下，a5还是a8尺寸哪个抗疲劳性能更好，这个可以用缺口应力法看看焊趾位置的应力水平。另外，焊趾位置为母材与焊缝的过渡区域，缺陷较多，决定接头疲劳寿命的是缺陷尺寸，可能与焊缝具体尺寸区别不大，这个是个人看法。