基于FE-SAFE的等效结构应力法分析焊缝疲劳

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一般在焊接结构疲劳分析中存在两个关键问题:一是焊接接头的分类如何把握;二是焊接部位往往是应力比较集中的区域,很难准确计算出应力的分布。等效结构应力法是由美国新奥尔良大学焊接实验室的Pingsha Dong博士等人基于断裂力学及大量焊接试验数据,研究出来的一种相对能准确预测焊缝疲劳寿命的方法。该方法采用网格不敏感结构应力计算方法及一条主S-N曲线预测焊接结构疲劳寿命,可以很好地解决结构应力对有限元网格大小的敏感性及焊接接头S-N曲线选择困难的两个难题,从而减小了分析误差,提高了预测精度。
在FE-SAFE软件中,Verity模块为一个焊缝疲劳分析专用模块,其采用的即是等效结构应力方法。等效结构应力不仅考虑了焊趾缺口、焊接接头板的厚度的影响、载荷模式的影响,还考虑了应力集中的影响。等效结构应力是基于结构应力计算得到的,结构应力由膜应力与弯曲应力组成,Verity模块可以通过定义一些焊缝的信息参数及导入的通用有限元软件(如ABAQUS软件)节点力输出结果来计算求得结构应力。
因此,在使用通用有限元软件计算求解计算焊缝节点力时,需要对焊缝进行建模,如下图所示:
将通用有限元软件的分析结果导入FE-SAFE中之后,在Verity模块中定义焊缝信息,如下图所示:
定义完成需要计算寿命的所有焊缝信息后,点击Analyse,即可求解得到结构应力,再定义载荷曲线、材料参数、选择主S-N曲线标准差等完成焊缝疲劳分析。

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