BS5400和BS7608方法分析焊接疲勞
這是一種臨界平面分析方法,在每個(gè)節(jié)點(diǎn)上,把應(yīng)力分解到垂直于模型表面的平面上,哪個(gè)平面上計(jì)算的壽命最短,即認(rèn)定為該節(jié)點(diǎn)上的壽命。在這個(gè)模塊下S-N曲線是預(yù)定義好的,此應(yīng)力壽命曲線根據(jù)BS5400中的第10部分:焊點(diǎn)1980 定義。
典型的焊點(diǎn)S-N曲線如下:

當(dāng)壽命曲線處于10 5(上標(biāo))到10 7(上標(biāo))之間的時(shí)候,斜率是保持一致的,因此S-N曲線可以用下述公式來(lái)表示。
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該壽命曲線由實(shí)驗(yàn)確定,如果需要預(yù)測(cè)更長(zhǎng)的壽命的話可以通過(guò)插值實(shí)現(xiàn),裂紋的生成只是焊接疲勞壽命的很小一部分,因?yàn)榇蠖鄶?shù)包含裂紋的焊點(diǎn)結(jié)構(gòu)在制作過(guò)程中就已經(jīng)生成了裂縫,所以結(jié)構(gòu)壽命一般取決于這些裂紋的發(fā)展情況,這些缺陷一般都很小,在低周的荷載作用下也不會(huì)受到影響。而高周載荷作用下這些缺陷可能會(huì)擴(kuò)展。
如果工作載荷都低于107循環(huán)所對(duì)應(yīng)的載荷(耐久極限),我們認(rèn)為該載荷不會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)成損傷。
操作:在Algorithm中的Fatigue from FEA選項(xiàng)選擇BS5400 Weld Life(CP),
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用戶需要自定義焊點(diǎn)類型,該類型將決定用于分析的S-N曲線的類型,該類型標(biāo)注在圖1中S-N曲線的右邊。因此,用戶需要對(duì)BS5400和BS7608規(guī)范足夠熟悉。
可以在不同的單元組上定義不同的焊接類型。
此外,用戶需要選擇設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),此參數(shù)用于定義失效的可能性,依據(jù)低于平均應(yīng)力的標(biāo)準(zhǔn)差,其對(duì)應(yīng)關(guān)系如下圖所示
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注意事項(xiàng):
1. 該方法在應(yīng)用于焊接疲勞分析的時(shí)候已經(jīng)考慮了應(yīng)力集中效應(yīng),這意味著在焊點(diǎn)處可能出現(xiàn)遠(yuǎn)低于正常值得疲勞壽命,焊接結(jié)構(gòu)沒(méi)必要進(jìn)行細(xì)節(jié)建模。
2. 在 BS5400 規(guī)范里,建議采用垂直于幾何面± 45 的臨界平面計(jì)算壽命。但在 fe-safe 中,采用所有的臨界平面作為計(jì)算平面(每 15 °一個(gè)平面)
3. BS5400 方法自動(dòng)采用主應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算,沒(méi)有平均應(yīng)力修正,如果焊點(diǎn)沒(méi)有包含焊點(diǎn)類別,用戶需要在材料庫(kù)中插入一個(gè)近似的 S-N 曲線,并且選擇主應(yīng)力分析方法,這種情況下,平均應(yīng)力修正可以使用。
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