[发明专利]基于强度理论的焊接设计方法

摘要

本发明提供一种基于强度理论的焊接设计方法，属于焊接技术领域。该焊接设计方法包括（1）实际测量步骤，（2）对所述焊接模拟件进行计算机辅助工程（CAE）分析步骤，（3）对整个焊接工件的CAE分析步骤，以及（4）改进相应焊缝的既定焊接方法以减小所述最大应力σmax，直至该焊缝的最小安全系数N落入该焊缝对应的安全系数范围。该焊接设计方法能针对性地降低某些焊缝的应力水平、提高其安全系数，使焊接调试过程简单，有效地整体提高焊缝的承载性能。

主权项

一种基于强度理论的焊接设计方法，其特征在于，包括：（1）实际测量步骤：（1a）在采用既定焊接方法生产焊接工件的过程中，记录各焊缝在其相应的焊接过程中的实际温度变化曲线；（1b）在所述焊接工件中确定焊缝作为焊接模拟件；（1c）对所述焊接模拟件进行残余应力测量；（2）对所述焊接模拟件进行计算机辅助工程（CAE）分析步骤：（2a）对所述焊接模拟件应用三维立体单元建立CAE模型，调整热源参数使基于该CAE模型得到的所述焊接模拟件的模拟温度变化曲线与其对应的实际温度变化曲线基本相符合，并且使基于该CAE模型得到的所述焊接模拟件的模拟残余应力与步骤（1c）中测量的相应残余应力基本相符合；（2b）基于该CAE模型获取所述焊接模拟件的微观断裂强度；（3）对整个焊接工件的CAE分析步骤：（3a）将所述焊接模拟件的CAE分析方法扩展应用至整个焊接工件以建立所述焊接工件的CAE模型，按照焊接工序相应调整热源参数，使每个焊缝的模拟温度变化曲线与其对应的实际温度变化曲线基本相符合；（3b）根据焊接工件的各部件的材料特性并基于所述焊接模拟件的微观断裂强度，得到各焊缝的微观断裂强度；（3c）基于所述焊接工件的CAE模型模拟施加工作载荷，至少将所述工作载荷和残余应力合成以获取每个焊缝所承受的最大应力；（3d）每个焊缝的微观断裂强度除以最大应力得到该焊缝的最小安全系数；（3e）判断每个焊缝的最小安全系数是否落入该焊缝对应的安全系数范围，如果判断为否，则不对所述既定焊接方法进行改进，如果判断为是，则进入步骤（4）；（4）改进相应焊缝的既定焊接方法以减小所述最大应力，直至该焊缝的最小安全系数落入该焊缝对应的安全系数范围。