[发明专利]一种断续焊接焊缝强度评估方法

权利要求书

1.一种断续焊接焊缝强度评估方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、选定一组焊缝参数，建立目标结构整体有限元模型，每一个连续焊缝位置简化为一个weld连接单元；所述焊缝参数包括焊缝宽度和长度；

S2、通过有限元模型开展整体结构强度计算，提取每个weld连接单元位置三个正交方向的力和力矩；

S3、计算每个连续焊缝位置对应的应力，获得焊缝位置全应力张量，计算每个焊缝位置全应力张量的特征值，获得焊缝位置三个方向主应力；

S4、采用第四强度准则计算焊缝位置等效应力，将等效应力与材料拉伸强度比较，若满足安全裕度要求，进入步骤S5，若不满足安全裕度要求，回到步骤S1增加焊缝宽度和长度；

S5、进行试片焊接测试，根据焊缝参数的散布范围，确定焊缝宽度和焊缝长度的范围，分别标记为[B1，B2]和[L1，L2]；

S6、计算B1L1、B1L2、B2L1、B2L2四种焊缝宽度、长度组合情况下每个连续焊缝位置对应的应力，获得每个焊缝位置的一组全应力张量，并求解全应力张量特征值，获得四种情况下焊缝位置上的主应力；

S7、采用第四强度准则计算焊缝位置等效应力，获得每个焊缝位置应力散布范围[σ_Min,σ_Max]，取所有焊缝位置应力的最大值对比焊缝位置材料拉伸强度性能，若满足安全裕度要求，且所有焊缝位置应力散布范围σ_Max与σ_Min比值不大于阈值，则完成评估；若不满足，则返回步骤S5缩小焊缝散布范围。

2.如权利要求1所述的焊缝强度评估方法，其特征在于，所述步骤S1中焊缝参数还包括焊接位置以及焊缝的形式。

3.如权利要求2所述的焊缝强度评估方法，其特征在于，所述焊缝形式为双条交错断续焊缝。

4.如权利要求2所述的焊缝强度评估方法，其特征在于，所述焊缝宽度、长度选取范围为：焊缝宽度为蒙皮厚度的0.9～1.4倍、焊缝长度为焊缝宽度14～20倍。

5.如权利要求1所述的焊缝强度评估方法，其特征在于，所述步骤S3、S6中应力计算公式为：

其中，B为焊缝宽度，L为焊缝长度，F₁、F₂、F₃分别为三个方向力，M₁、M₂、M₃分别为三个方向力矩；

全应力张量为

6.如权利要求5所述的焊缝强度评估方法，其特征在于，所述步骤S4、S7中第四强度准则计算焊缝位置等效应力公式为：

其中，σ₁、σ₂、σ₃为焊缝位置对应的三个方向主应力，计算每个焊缝位置全应力张量的特征值，即为该焊缝位置三个方向主应力。

7.如权利要求6所述的焊缝强度评估方法，其特征在于，所述步骤S4、S7中安全裕度计算方法为：

其中，σ_b为焊接母材材料拉伸强度，σ为计算得到的焊缝位置等效应力σ_Mises。

8.如权利要求1所述的焊缝强度评估方法，其特征在于，所述步骤S4中安全裕度不小于0.5，所述步骤S7中安全裕度不小于0.2。

9.如权利要求1所述的焊缝强度评估方法，其特征在于，所述步骤S7中阈值为2。