seam焊縫疲勞的案例
基于ncode的seam實(shí)體焊縫疲勞分析
本案例主要是介紹如何在ncode進(jìn)行seam實(shí)體焊縫疲勞仿真分析，焊點(diǎn)類型seam，提供疲勞載荷譜，焊點(diǎn)疲勞分析采用seamweldanalysis求解器。
Vonmises應(yīng)力云圖
損傷云圖
壽命云圖
疲勞分析流程圖
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展開 接受焊縫疲勞問題咨詢。
接受母材、焊縫疲勞問題咨詢，包括焊縫的靜態(tài)疲勞問題、隨機(jī)振動(dòng)疲勞問題等，可提供代碼。有意者私聊。
MSC 焊縫疲勞分析的算例
MSC提供的焊縫疲勞計(jì)算基本步驟，對(duì)入門有幫助~
seamweld_fatigue-exercise1.part2.rar
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接焊縫接觸面的疲勞分析研究
3.2從編寫了標(biāo)本的對(duì)接焊縫地面
?ush與 EH36 鋼和焊接的伴侶-基本材料板對(duì)接接頭rial SQJ501。EH36 鋼是含碳量低產(chǎn)量鋼，它約 400 MPa 的強(qiáng)度。為了避免應(yīng)力集中造成的焊縫斷裂，以確保不同位置的焊接接頭是在相同的應(yīng)激水平在疲勞測(cè)試時(shí)，疲勞指標(biāo)-imens 在設(shè)計(jì)一個(gè)長的常數(shù)部分和焊縫是位于中部的標(biāo)本。保本已經(jīng)被精細(xì)加工，所有的疲勞試驗(yàn)都是在恒幅載荷下進(jìn)行的，疲勞試驗(yàn)采用了超生疲勞實(shí)驗(yàn)設(shè)備TJU-HJ-III風(fēng)格，該標(biāo)本是水冷處理。
3.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果
這兩個(gè)S-N曲線不斷下降的疲勞壽命對(duì)接焊縫磨平短于材。真正的壓裂紋仍然可以發(fā)生在基礎(chǔ)材料和焊在1 107運(yùn)——疲勞極限不存在概念描述。這是疲勞斷裂仍可能發(fā)生在低應(yīng)力水平只要周期長足夠了。顯然,這是危險(xiǎn)的應(yīng)用下的疲勞極限1 107年周期的條件設(shè)計(jì)焊接結(jié)構(gòu)超長壽命。,如表1所示。基材之后急劇下降的疲勞強(qiáng)度，疲勞裂紋源骨折標(biāo)本的時(shí)間間隔圖3所示。所有的來自微小的裂紋來源劃痕在試樣表面是否基材或焊接關(guān)節(jié)。雖然焊接接頭更大的內(nèi)部缺陷,他們?nèi)匀徊荒艹蔀榱鸭y源(見圖3),這表明缺陷對(duì)疲勞壽命影響甚微的高應(yīng)力范圍。此外,S-N曲線中表現(xiàn)的一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)107年和10年的周期，基材和對(duì)接焊縫地面沖洗更大。疲勞裂紋標(biāo)本來源在這個(gè)間隙。所有的裂紋源來自內(nèi)部缺陷,而不是小
表面劃痕。與此同時(shí),與對(duì)接焊縫的疲勞強(qiáng)度接觸面沖洗后的基材相比迅速下降了108年使用年限。這是因?yàn)橛性S多大的焊接缺陷,這意味著內(nèi)部缺陷在疲勞強(qiáng)度的影響上發(fā)揮主導(dǎo)作用，尤其在108個(gè)周期后逐步體現(xiàn)。
4.1包含雜渣缺陷的對(duì)接焊縫接觸面的疲勞分析計(jì)算
圖1為帶有夾雜缺陷的拉拔試樣有限元模型（取包含夾雜缺陷的拉拔試樣的1/2作為分析對(duì)象），加載后邊界條件后的有限元模型如所示。
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汽車結(jié)構(gòu)中焊縫疲勞壽命預(yù)估.pdf
【摘要】介紹了焊縫疲勞壽命估算的有效方法——V0LV0方法的步驟及原理。采用該方法可計(jì)算出真實(shí)運(yùn)行工
況下結(jié)構(gòu)焊縫的疲勞損傷和壽命情況。針對(duì)某商用車后橋殼上的焊縫連接，利用VOLVO方法進(jìn)行了焊縫壽命預(yù)估，
得到了整個(gè)焊縫的損傷和壽命分布，通過與臺(tái)架試驗(yàn)中橋殼失效部位的對(duì)比表明，預(yù)估結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果一致。
汽車結(jié)構(gòu)中焊縫疲勞壽命預(yù)估.pdf
Fe-safe Verity焊縫疲勞分析簡(jiǎn)介
Verity焊縫疲勞分析的必要性
焊接連接是工業(yè)領(lǐng)域上非常常見的結(jié)構(gòu)連接方式，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中具有非常重要的地位，因此焊接的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度都非常重要。一般情況下，平板焊接鋼結(jié)構(gòu)焊縫的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度都不低于其母材，但是焊縫的疲勞強(qiáng)度卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于母材的疲勞強(qiáng)度，焊縫失效的主要形式為疲勞，所以焊縫疲勞強(qiáng)度分析十分必要。焊縫的抗疲勞性能很大程度上取決于焊縫的宏觀和微觀幾何形狀，影響焊縫疲勞強(qiáng)度得因素很多，比如動(dòng)態(tài)應(yīng)力，平均應(yīng)力，焊接殘余應(yīng)力等。
傳統(tǒng)的焊接疲勞分析方法是通過有限元分析軟件來計(jì)算焊縫處的應(yīng)力，然后根據(jù)焊接結(jié)構(gòu)的不同類型定義應(yīng)力壽命S-N曲線來計(jì)算焊縫的疲勞壽命。一般來說，有限元網(wǎng)格的大小直接影響仿真分析的結(jié)構(gòu)應(yīng)力結(jié)果，特別在應(yīng)力集中位置（焊接位置通常有應(yīng)力集中），其影響更大，因此傳統(tǒng)焊接疲勞分析方法無法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)焊縫處的疲勞壽命。
2006年最新版本的Fe-safe引入了一個(gè)全新的“Verity”模塊，可以很好地解決上述問題。該模塊的核心技術(shù)來源于美國著名的科技研發(fā)公司Battelle的JIP（Joint Industry Project）項(xiàng)目研究成果，該研究成果“Mesh-insensitive Structural Stress Method”是在通用有限元分析程序計(jì)算結(jié)果基礎(chǔ)上，針對(duì)板殼、實(shí)體等結(jié)構(gòu)連接形式，專門開發(fā)計(jì)算等效Structural Stress的程序，使得最后的應(yīng)力計(jì)算結(jié)果不具有網(wǎng)格敏感性，即在不同網(wǎng)格尺寸下都能獲得精確一致的疲勞仿真結(jié)果。
二. Verity焊縫分析介紹
Verity的等效結(jié)構(gòu)應(yīng)力法是一種新型焊接結(jié)構(gòu)疲勞壽命預(yù)測(cè)技術(shù), 可廣泛應(yīng)用于不同工業(yè)領(lǐng)域的各類形式焊接承載部件的焊趾疲勞分析, 如壓力容器、管道、海上平臺(tái)、船舶、地面車輛等結(jié)構(gòu)的管件及平板焊接接頭。該方法主要基于以下2項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù):
1.
展開 汽車結(jié)構(gòu)中焊縫疲勞壽命預(yù)估
2、焊縫的S-N曲線
試驗(yàn)研究表明，焊縫的疲勞強(qiáng)度遠(yuǎn)低于母材的疲勞強(qiáng)度，從圖2某典型的結(jié)構(gòu)鋼母材和焊縫的S-N曲線的比較可以看出，焊縫的S-N曲線僅在短壽命區(qū)有交點(diǎn),而其它情況下焊縫的疲勞壽命更短，概況起來有以下主要原因：
1）、由于焊接引入的幾何特征，導(dǎo)致了應(yīng)力的集中，在焊縫的趾部應(yīng)力達(dá)到最高，而且此處的幾何形狀也較難控制。
2）、焊接過程通常產(chǎn)生焊接缺陷，這些缺陷存在往往是產(chǎn)生裂紋的裂紋源，如含有熔渣、未完全熔解、氣孔等。
fe-safe_汽車結(jié)構(gòu)中焊縫疲勞壽命預(yù)估.pdf
展開 4/28 Ansys nCode DesignLife焊縫疲勞分析詳解
內(nèi)容簡(jiǎn)介
首先，介紹焊縫疲勞行為特點(diǎn)；進(jìn)而，說明焊縫疲勞分析的名義應(yīng)力法（如：BS7608）和結(jié)構(gòu)應(yīng)力法（如：Volvo (Shell單元)& ASME (Solid單元)基本原理，在Ansys系列軟件中的實(shí)現(xiàn)流程及案例；最后，介紹Ansys Mechanical 近年在處理焊縫建模的功能改進(jìn)以及在Mechanical UI下調(diào)用nCode DesignLife開展焊縫疲勞分析的方法、流程及案例。
面向受眾
重型機(jī)械、風(fēng)電、汽車（零部件）、航空航天、造船、橋梁、電子信息、海洋鉆探及高層建筑等行業(yè)需要對(duì)焊縫結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度及疲勞分析的仿真工程師，相關(guān)科研人員及高校師生。
展開 焊縫材料抗疲勞斷裂的可靠性計(jì)算方法
以焊縫材料疲勞斷裂前裂紋長度為輸出參數(shù),根據(jù)金屬材料疲勞斷裂的過程理論,利用可靠性技術(shù)中的漂移設(shè)計(jì)原理,對(duì)焊縫材料在一定循環(huán)次數(shù)下的失效率或給定不失效率的循環(huán)次數(shù)的可靠性計(jì)算方法進(jìn)行了探討。結(jié)合實(shí)例,對(duì)在給定循環(huán)次數(shù)和可靠度的條件下,對(duì)焊縫材料抗疲勞斷裂強(qiáng)度進(jìn)行了可靠性設(shè)計(jì)
焊縫材料抗疲勞斷裂的可靠性計(jì)算方法.pdf
風(fēng)電塔筒門洞焊縫疲勞自動(dòng)化計(jì)算程序 ￥500
風(fēng)電塔筒門洞焊縫疲勞自動(dòng)化計(jì)算程序，基于Python語言開發(fā)，可自動(dòng)完成門洞有限元建模，求解，后處理及疲勞計(jì)算。
基于FE-SAFE的等效結(jié)構(gòu)應(yīng)力法分析焊縫疲勞
一般在焊接結(jié)構(gòu)疲勞分析中存在兩個(gè)關(guān)鍵問題：一是焊接接頭的分類如何把握；二是焊接部位往往是應(yīng)力比較集中的區(qū)域，很難準(zhǔn)確計(jì)算出應(yīng)力的分布。等效結(jié)構(gòu)應(yīng)力法是由美國新奧爾良大學(xué)焊接實(shí)驗(yàn)室的Pingsha Dong博士等人基于斷裂力學(xué)及大量焊接試驗(yàn)數(shù)據(jù)，研究出來的一種相對(duì)能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)焊縫疲勞壽命的方法。該方法采用網(wǎng)格不敏感結(jié)構(gòu)應(yīng)力計(jì)算方法及一條主S-N曲線預(yù)測(cè)焊接結(jié)構(gòu)疲勞壽命，可以很好地解決結(jié)構(gòu)應(yīng)力對(duì)有限元網(wǎng)格大小的敏感性及焊接接頭S-N曲線選擇困難的兩個(gè)難題，從而減小了分析誤差，提高了預(yù)測(cè)精度。
在FE-SAFE軟件中，Verity模塊為一個(gè)焊縫疲勞分析專用模塊，其采用的即是等效結(jié)構(gòu)應(yīng)力方法。等效結(jié)構(gòu)應(yīng)力不僅考慮了焊趾缺口、焊接接頭板的厚度的影響、載荷模式的影響，還考慮了應(yīng)力集中的影響。等效結(jié)構(gòu)應(yīng)力是基于結(jié)構(gòu)應(yīng)力計(jì)算得到的，結(jié)構(gòu)應(yīng)力由膜應(yīng)力與彎曲應(yīng)力組成，Verity模塊可以通過定義一些焊縫的信息參數(shù)及導(dǎo)入的通用有限元軟件（如ABAQUS軟件）節(jié)點(diǎn)力輸出結(jié)果來計(jì)算求得結(jié)構(gòu)應(yīng)力。
因此，在使用通用有限元軟件計(jì)算求解計(jì)算焊縫節(jié)點(diǎn)力時(shí)，需要對(duì)焊縫進(jìn)行建模，如下圖所示：
將通用有限元軟件的分析結(jié)果導(dǎo)入FE-SAFE中之后，在Verity模塊中定義焊縫信息，如下圖所示：
定義完成需要計(jì)算壽命的所有焊縫信息后，點(diǎn)擊Analyse，即可求解得到結(jié)構(gòu)應(yīng)力，再定義載荷曲線、材料參數(shù)、選擇主S-N曲線標(biāo)準(zhǔn)差等完成焊縫疲勞分析。
基于FE-SAFE的等效結(jié)構(gòu)應(yīng)力法分析焊縫疲勞.pdf
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ANSYS Mechanical聯(lián)合ANSYS nCode DesignLife 在實(shí)體焊縫疲勞分析
三、ANSYS nCode DesignLife實(shí)體焊縫疲勞分析流程
1、搭建有限元分析基本流程
根據(jù)疲勞載荷工況，搭建靜力學(xué)分析項(xiàng)目，例如圖8中搭建兩個(gè)載荷工況，值得注意的是，nCode DesignLife求解計(jì)算需要網(wǎng)格信息的一致性。
圖8
靜力學(xué)分析結(jié)果如圖9所示，注意這個(gè)等效應(yīng)力結(jié)果不能作為焊縫靜力學(xué)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（僅能作為疲勞分析中應(yīng)力分布趨勢(shì)觀測(cè)使用）。
圖9
2、定義焊縫SCL文件
依據(jù)第2節(jié)說明進(jìn)行焊縫文件的定義，注意在焊縫疲勞分析的配置文件中焊縫表達(dá)線的命名需要彼此不同。多條焊縫下“Existing Weldline file selected”需要選擇“Append”。鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)選“Evaluate All Results”生成焊縫信息到指定存放路徑，如圖10所示。
圖10
3、實(shí)體焊縫疲勞分析概述
圖11
ANSYS Workbench平臺(tái)并沒有直接的nCode DesignLife焊縫疲勞預(yù)定義分析模塊，但可以間接更改疲勞求解引擎進(jìn)行求解，且采用ANSYS Workbench數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)便于管理。
例如按照?qǐng)D11所示引入A6和B6單元格求解信息進(jìn)入C3單元格，修改項(xiàng)目名稱為【nCode SN Solidseam(DesignLife)】，方便識(shí)別工程分析內(nèi)容。
ANSYS nCode DesignLife分析環(huán)境替換預(yù)定義求解引擎為焊縫疲勞引擎“Seam weld CAE Fatigue”，并完成輸入和輸出通道之間連接，如圖11所示。
展開 干貨 | ANSYS Ncode焊縫疲勞壽命評(píng)估方法簡(jiǎn)介
若采用網(wǎng)格點(diǎn)力方法，依據(jù)網(wǎng)格點(diǎn)力數(shù)據(jù)去推導(dǎo)焊趾和焊根單元邊中間點(diǎn)的平均膜應(yīng)力和彎曲應(yīng)力，進(jìn)而可以計(jì)算焊趾和焊根上下表面的法向應(yīng)力，用于做法向方向的疲勞壽命評(píng)估。當(dāng)需要對(duì)焊喉部位進(jìn)行壽命評(píng)估計(jì)算時(shí)，Ncode將基于焊縫單元的兩個(gè)焊縫邊計(jì)算應(yīng)力值，然后平均到中心位置。網(wǎng)格力方法要求采用線性單元。
7. Ncode焊縫疲勞壽命評(píng)估算法評(píng)估了彎曲應(yīng)力對(duì)總應(yīng)力的貢獻(xiàn)度，根據(jù)占比大小取確定，焊縫為剛性或柔性，不同的彎曲力占比，需要采用不同的S-N材料曲線，軟件會(huì)根據(jù)彎曲應(yīng)力比重S-N曲線進(jìn)行自動(dòng)插值處理。
ANSYS Ncode Designlife焊縫疲勞仿真流程
展開 焊縫材料抗疲勞斷裂的可靠性計(jì)算方法
摘 要:以焊縫材料疲勞斷裂前裂紋長度為輸出參數(shù),根據(jù)金屬材料疲勞斷裂的過程理論,利用可靠性技術(shù)中的漂移設(shè)計(jì)原理,對(duì)焊縫材料在一定循環(huán)次數(shù)下的失效率或給定不失效率的循環(huán)次數(shù)的可靠性計(jì)算方法進(jìn)行了探討。結(jié)合實(shí)例,對(duì)在給定循環(huán)次數(shù)和可靠度的條件下,對(duì)焊縫材料抗疲勞斷裂強(qiáng)度進(jìn)行了可靠性設(shè)計(jì)。
焊縫材料抗疲勞斷裂的可靠性計(jì)算方法.pdf
LMS Virtual.Lab Durability資料分類匯總——焊縫焊點(diǎn)疲勞
今天帶來LMS Virtual.Lab Durability關(guān)于焊縫焊點(diǎn)疲勞分析的相關(guān)資料匯總。
1. 焊縫的疲勞壽命預(yù)測(cè)
http://forums.caenet.cn/showtopic.aspx?topicid=616380&typeid=107
2. 焊點(diǎn)的疲勞壽命預(yù)測(cè)
http://forums.caenet.cn/showtopic.aspx?topicid=616382&typeid=107
3. 焊縫分析實(shí)例
http://forums.caenet.cn/showtopic.aspx?topicid=620385&typeid=107
4. 焊點(diǎn)連接的定義
http://forums.caenet.cn/showtopic.aspx?topicid=619796&typeid=107
LMS Virtual.Lab Durability交流群，群號(hào)：83853780 歡迎各位入群討論交流。
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