问题讨论：焊接结构件的应力分析

sh_lin30

焊缝的模拟在我以前帖子中曾经说过，主要有三种方法，将焊缝分别处理为梁、变厚度壳体和实体
其实，如此处理只能在一定程度上降低焊缝位置的应力数值而已
并不能真正得到焊缝位置的应力
毕竟，这样做只是适当增加了焊缝位置截面的宽度和厚度而已
并没有从根本上解决焊缝位置存在的结构奇异问题！
而采用实体单元，在焊缝焊趾角点也会出现应力奇异，如果网格细分的话

那么，对一个焊接结构件来说，其有纵梁、横梁、竖梁和斜梁组成，在梁与梁相交的位置，都是焊接而成，都存在结构上的奇异
如此，很难得到合理的分析结果

即使采用子模型方法，单独对某一个结构奇异位置采用上述三种焊缝处理方法，不但得不来真实的应力
而且，谁能保证你所取的应力最大的位置（结构奇异位置），就是实际构建真实的位置？
我们可以凭经验选取，但是如果没有一套严格避免失误的方法，那么总归难免会遗漏真实的应力最大位置

另，什么是热点应力，如何求取热点应力，热点应力有何用？

欢迎讨论！讨论加分！

其他讨论贴：
1. http://forum.simwe.com/thread-859495-1-1.html
2. 工字梁建模的问题：http://forum.simwe.com/thread-864566-1-1.html

续上：
今天，听nastran的培训，其介绍了两个单元：

1. 焊缝单元，这个在ansys里面好像没用，各位给找找，谢谢
还是焊缝的处理，听培训好像是三种方法：1）焊缝单元，可能会给出一些过度圆角类的信息；2）壳体、或者梁单元、或者体单元的补强，类同斜角焊；3）焊缝相交线处，处理为类同hypermesh一样equivilence给出一一对应的节点。
我考虑，焊缝位置由于结构上的奇异，其应力为奇异应力，不收敛，因而无论是方法2）还是方法3）其效果只能是在一定网格密度下降低应力数值，如果网格细化，应力还是会更高，那么问题还是没有解决；对于方法1）不太清楚，但是如果焊缝单元没有焊缝的圆角过渡，则单元划得越细，此处的应力就越高。
希望讨论一下，就焊缝位置的应力奇异的处理，和ansys的用法
另，看过一下关于焊缝的讨论，工程上好像没用对焊缝位置的静强度做过规定或者规范，或者去求解处精确的应力数值，而是只关心焊缝位置的热点应力，进而进行疲劳分析

2. line interface element
这个单元，我在ansys里面用过，可以用于不同形态网格的连接；
但是由于ansys中的inter单元多是属于非线性的分析，因而计算时间和周期会更长；所以我只好采用了ceinter的方法连接不同形态网格，由此在在连接界面造成应力云图不太光滑。
所以，想知道ANSYS里面有没有一种单元可以作为界面连接，但是属于线性分析的范畴！

最后，希望版主给出一些建议，和指教！
更欢迎广大的论坛会员参与讨论，给出一些合理的解决方法。
[ 本帖最后由 sh_lin30 于 2009-1-8 22:24 编辑 ]

苍山负雪

到FENET (www.fe-net.org) 上可以查到这方面的研究报告

可以参考这个文件 FENET_D5603-Proc_Benchmarks_for_Common_Fabrication_Details.pdf

焊接结构的评估应该根据相应标准，分析是很难得到准确结果的，因为焊接过程本身就复杂，局部的材料性质也会有所改变。

enigma

同问，正在做这方面东西

ffjob

对于工程来说，焊缝破坏形式主要是疲劳破坏。
焊缝的疲劳标准可以参看ENV 1993-1-9。标准都是根据实际试验得到的焊缝疲劳等级。
试验时，由于焊缝的形状，无法在该位置粘贴应变片，所以采用粘贴在距离焊缝0.4和1.0倍板厚位置的应变片数值，进行焊缝（焊趾）位置的应力/应变外推。
所谓的热点，一般就是指焊缝的焊趾位置，因为根据试验结果来看，该位置是焊缝的裂纹破坏点。
如果有兴趣的话，可以查看IIW（国际焊接协会）的相关文章，上面对于焊接的分析有很明确的论述。

sh_lin30

进行焊缝（焊趾）位置的应力/应变外推，这个外推采用什么方法？

thinkpro

我一般采用实体建立模型对整体进行分析。然后根据结构的工程要求高低，再考虑采用细化焊缝等分析办法。但是，此类方法总归只是预测。对重要构件，我还是会进行实物检测。
软件的分析还是只能当成参考，一切还是以实物测试为准。

sh_lin30

如果有限元结果最终不能给出一个令人信服的结果，势必不会给人重视
另，一般的焊接件结构都是非常巨大的，6#竟然能用实体建模？我常用的是壳单元
而且，你所采用的焊缝细化方法是什么方法，交流一下！

thinkpro

结构太大的结构，在初始阶段，我会按照功能不同人为将结构分成子结构进行分析，每个结构都当成实体建立。而且现在个人计算机功能逐渐强大，数据处理上容易多了。
一般的焊缝细化，我是将焊缝建成实体，付于其材料属性，然后与其余结构一起划分网格并分析。在我的实际应用中，感觉效果还好。
不过软件毕竟是预测，焊接过程太复杂。完全预测不现实。

sh_lin30

8# thinkpro

焊角位置是结构奇异点，应力不收敛
那样，得不到
热点应力

thinkpro

8# thinkpro  

焊角位置是结构奇异点，应力不收敛
那样，得不到
热点应力
sh_lin30 发表于 2009-2-25 20:15

我目前的焊缝计算还没精确到这步，因为项目对焊材的使用量没有特别要求。所以目前的方式是在计算结果上增加焊缝尺寸。
不过现在正在进行的项目需要这样的分析。楼主我们可以长期交流啊。

sh_lin30

目前的方式是在计算结果上增加焊缝尺寸。????
10#，这是如何处理的？

sh_lin30

分析中是不是没有去考虑焊缝局部的应力分布，而是关注整体

thinkpro

12# sh_lin30
嗯，可以这么说。
先考虑整体，然后根据经验、施工步骤，再对部分细节进行处理。比如各种受力工况等等。

不过这样做的计算结果偏安全，对手头的工程机械产品而言，这样做是可以的。

楼主是希望专门针对局部焊缝进行分析？这个我没做过。

sh_lin30

一般的破坏失效的源头都是在焊逢角点位置,因此我希望可以得到这些位置的较为准确的应力!
一方面强度校核,一方面为疲劳做基础

欢迎分享经验!

thinkpro

14# sh_lin30
我没做过这样的分析。
不过有点想法：能否通过建立和焊缝材料的金像组织相类似的单元划分网格，然后根据将焊缝的形成热物理性能耦合进去？然后进行计算。
这样做的话，问题就大了。

tjknight11

wangguangqing

楼上的这些是那本书或者标准上的？急需知道！

sd9366

我也想知道，可否告知

lijinlong

tjknight11 大哥！
能不能传一份你那本书得电子版我！
ljlaizcx@163.com
谢谢！

lijinlong

我还想问一下各位！
一般焊接的材料属性是多少呀？
给一个弹性模量，泊松比，密度得数据我参考一下！
谢谢！