探討：結(jié)構(gòu)件的焊縫強(qiáng)度你是怎么算的

autosand

探討一下，大型焊接結(jié)構(gòu)件的焊縫強(qiáng)度你是怎么算的？
  s7 z# ?; H" {很多人給的焊縫大小是，雙面焊縫取板材厚度的0.6-0.7倍，單面焊縫取板材厚度的0.8倍，
但是焊縫強(qiáng)度你是怎么算的，超過許用應(yīng)力嗎？

補(bǔ)充內(nèi)容 (2013-3-24 20:20):
哥們正在研究，搞明白了開講壇；再強(qiáng)調(diào)是計(jì)算焊縫強(qiáng)度
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) p6 r! d8 a4 p- i0 K- }) h" q補(bǔ)充內(nèi)容 (2013-3-26 09:04):
2樓的太深了，那是大師水平；11樓的介紹適用于我們普通工程師

2266998

大結(jié)構(gòu)的焊接，是個(gè)挺麻煩的事情，考慮的方面很多，幾句話說不很清楚，

說說俺怎么玩吧，我因?yàn)橥孢@個(gè)，也說不上有多大體會(huì)，湊合說句吧，
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% \0 H% k( p8 R首先是鋼板，同樣強(qiáng)度級(jí)別的板子，有在線熱處理的板子，有后期淬火的板子，有特殊拉伸以后提高強(qiáng)度的板子，還有各種微合金化處理的板材，米國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，德國(guó)、意大利等的差異都很大，總之，種類非常多，但無論說什么，必須先清楚基礎(chǔ)材料，這個(gè)糊涂了，往下玩不了，一團(tuán)漿糊，我這類資料，有半米高，各國(guó)的都有，我還玩軋鋼，包括寬板，每次玩這些大結(jié)構(gòu)，首先花半天討論鋼板，用誰的？

再就是焊條、焊絲，這個(gè)要特別清楚，牽扯熔池合金化與凝固順序問題，凝固不搞清楚了，沒法考慮殘余應(yīng)力，

其它還有焊劑這些東西，
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4 Y+ I* o! ]5 R. u0 d, Y$ c& R設(shè)計(jì)的時(shí)候，粗計(jì)算可以按材料力學(xué)，有扭轉(zhuǎn)的，我早年按剪力流封閉與流線分布，現(xiàn)在也用有限元，但有限元的邊界計(jì)算有毛病，

再就是計(jì)算‘躲焊縫’，高應(yīng)力點(diǎn)不能有焊縫，否則怎么計(jì)算都不準(zhǔn)確，把焊縫放在次要點(diǎn)位置，

% q: L. E3 |0 V& v( d/ x2 G按應(yīng)力計(jì)算配置焊縫強(qiáng)度，有些要升強(qiáng)度，有些要降強(qiáng)度，降強(qiáng)度的時(shí)候比較多，特別注意的是，焊縫的應(yīng)變與基體是不一樣的，不要認(rèn)為應(yīng)力沒有超就萬事大吉了，應(yīng)變超了，一樣會(huì)裂的，這是經(jīng)驗(yàn)了，我處理這個(gè)在行，

4 z4 p+ k% @- F再按具體材料計(jì)算殘余應(yīng)力與處理方式，比如退火，再熱處理，比如振動(dòng)去應(yīng)力，我有人專門計(jì)算這個(gè)頻率，有專門人玩，

: A6 J/ Z5 k. S! H基本就這么個(gè)過程了，現(xiàn)在50毫米以上大型結(jié)構(gòu)，我都自己設(shè)計(jì)，誰都不用，因?yàn)闆]人可以用，我本身是玩這些出身，也不強(qiáng)求人家必須配合我，外資的大結(jié)構(gòu)，都拿我這里設(shè)計(jì)計(jì)算，包括歐洲大公司，04年就開始，到現(xiàn)在，

玩結(jié)構(gòu)，挺有趣的，心特別靜，所以特別羨慕人家‘玩建筑’的，可惜此生沒機(jī)會(huì)了，哈哈，
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( k8 Z# @( F6 G9 X2 Z' Q大蝦有具體結(jié)構(gòu)可以交流技術(shù)，任何都可以，什么深度都隨便，包括藥芯焊絲怎么做的？我也玩這個(gè)，包括鋼板怎么軋的？到鋼板軋機(jī)怎么設(shè)計(jì)的都可以，哈，都可以交流，謝謝

一刻

{:soso_e179:}希望有機(jī)會(huì)受教。

一刻

樓主，希望你把你要問的問題，舉出實(shí)例。讓2樓的高手詳細(xì)解答。讓大家也受受教！那就多謝了。畢竟焊接可以省很多材料。做各種剛性較強(qiáng)的組件。

chntod

2266998 發(fā)表于 2013-3-22 21:49
2 A3 |9 E4 Y& m$ G2 a# h6 h大結(jié)構(gòu)的焊接，是個(gè)挺麻煩的事情，考慮的方面很多，幾句話說不很清楚，

說說俺怎么玩吧，我因?yàn)橥孢@個(gè)， ...

請(qǐng)教大俠，應(yīng)力與應(yīng)變不是相對(duì)應(yīng)的么，強(qiáng)度就是能承受的最大應(yīng)力，既然應(yīng)力沒超，那就是強(qiáng)度沒超，強(qiáng)度沒超就是沒裂，那為什么應(yīng)變大時(shí)還依舊會(huì)裂呢？從理論上看是什么原因，能否再稍微展開一下？記得大俠說過焊縫是鑄造組織，那就是比較脆，假如斷裂伸長(zhǎng)率為3%，此時(shí)的抗拉強(qiáng)度是500MPa，如果應(yīng)力沒超的話就比如是300MPa，那么此時(shí)的應(yīng)變對(duì)應(yīng)的就是1.8%，那么應(yīng)變算沒算超呢？分界線一般是什么呢，比3%還小么？一直沒搞明白這個(gè)問題，或者說即使應(yīng)變很小，但由于其他種種原因還是容易裂？
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law_0926

2266998 發(fā)表于 2013-3-22 21:49
! {5 `8 S$ x! S1 |7 _- w* X大結(jié)構(gòu)的焊接，是個(gè)挺麻煩的事情，考慮的方面很多，幾句話說不很清楚，

* |, u7 v' w5 X$ r說說俺怎么玩吧，我因?yàn)橥孢@個(gè)， ...

請(qǐng)教大蝦幾個(gè)問題：
, Z% L" A2 w3 ]$ Y. i1  在做結(jié)構(gòu)件有限元仿真的時(shí)候，焊縫是怎么處理的？
! J7 K$ J2 V& P/ ~+ X0 h2  在有限元計(jì)算中，如果加強(qiáng)剛度的小筋板與主承力板的連接處出現(xiàn)了應(yīng)力集中點(diǎn)（預(yù)計(jì)用焊縫連接處），請(qǐng)問大蝦是如何判斷結(jié)構(gòu)是否可用(額定負(fù)載)？很多資料上講，焊縫很容易從應(yīng)力集中點(diǎn)產(chǎn)生裂紋，導(dǎo)致裂紋擴(kuò)展最終斷裂。但是應(yīng)力水平到什么程度才是可用的（疲勞考慮）？
2 A0 D% z, R( L! O3  大蝦可否推薦書目？小第很想仔細(xì)研究結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)。
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2266998

chntod 發(fā)表于 2013-3-22 23:28
. O# u8 N0 }" G0 ]請(qǐng)教大俠，應(yīng)力與應(yīng)變不是相對(duì)應(yīng)的么，強(qiáng)度就是能承受的最大應(yīng)力，既然應(yīng)力沒超，那就是強(qiáng)度沒超，強(qiáng)度沒 ...

" _" S* A" E8 G9 ~# U厚板的基體是軋制的，相當(dāng)于鍛造組織，而焊縫是鑄造組織，這是截然不同的東西，你要特別注意這個(gè)，
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兩塊鋼板熱鉚到一起，其結(jié)構(gòu)體為鍛造體，而焊接體為鑄造、鍛造混合體，這是有本質(zhì)區(qū)別的，當(dāng)高應(yīng)力狀態(tài)下，基體的變形也許可以承受，但焊縫的變形就已經(jīng)超過了，假如再附加高沖擊或交變載荷，此時(shí)的焊縫變形就完全不足以抵抗了，破壞從此開始，

為降低這個(gè)風(fēng)險(xiǎn)，有時(shí)要降強(qiáng)度使用焊縫，比如70級(jí)的板子，用50級(jí)的焊縫，初學(xué)焊接的家伙就不能理解這個(gè)，覺得不對(duì)，實(shí)際是對(duì)的，通過降低焊縫強(qiáng)度，尋求變形方面的妥協(xié)，一方面加大變形的抵抗能力，一方面將焊縫從高應(yīng)力區(qū)移走，這就是處理問題的途徑，

我就玩這些的，焊接學(xué)問非常深了，到現(xiàn)在我也不敢說懂得超過60%，基本就是及格吧，

solomoon

焊角大小得看標(biāo)準(zhǔn)了，有專門的國(guó)標(biāo)講這個(gè)，也有建筑或者重工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，講的都很清楚。
焊角大小跟受力有關(guān)，也和焊接焊縫的形式有關(guān)，是角焊縫，還是融透焊縫，半融透，都是不一樣的。
  大部分的焊角計(jì)算都是基于等強(qiáng)度的觀點(diǎn)出發(fā)，就是焊縫的靜強(qiáng)度強(qiáng)于母材
; H- B" N$ t. `9 _3 {! u5 |6 x這個(gè)在靜載下是沒問題的，但是在動(dòng)載，交變載荷下就有問題了，可能會(huì)脆斷或者疲勞破壞，
焊縫設(shè)計(jì)能夠保證這個(gè)，基本上就沒啥問題了，標(biāo)準(zhǔn)上就講這么深，國(guó)家行業(yè)的水平就到這個(gè)程度，想超越，何其難。

998大神說，50的焊絲，配70的板子，有等韌匹配的想法在里面，不管是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)里，還是焊接標(biāo)準(zhǔn)里，都沒說明白，
* I4 C" g2 s0 |) d要考慮深了，焊接，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都有很多東西，有些不光是工程上的難題，理論上就沒搞多清楚，
6 j$ R: V+ i# I% C8 Q/ s/ H不過也沒關(guān)系，工程上的東西，都是90%的可靠度，找到經(jīng)濟(jì)和安全的平衡點(diǎn)，就安心了

  m* @; {6 {- X5 K. r6 P
( n* y3 Z$ o# q( Z- v

hccad

長(zhǎng)見識(shí)了， 我以前都是用同等級(jí)的焊條，現(xiàn)在知道是不對(duì)的

寂靜天花板

有限元軟件對(duì)焊縫的處理有兩種情況，一種是作結(jié)構(gòu)件分析時(shí)，忽略焊縫，當(dāng)然結(jié)構(gòu)件之間是完全接觸的，好比是鑄造一樣。另一種是如果需要計(jì)算焊縫，則把焊縫當(dāng)成螺栓一樣的接頭，把兩個(gè)構(gòu)件連接在一起，比如solidworks simulation有邊焊縫接頭和點(diǎn)焊，選取美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)(美國(guó)焊接標(biāo)準(zhǔn) D1.1 和 D1.2)或歐洲標(biāo)準(zhǔn)(歐洲規(guī)范 3: 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，1.8 部分: 鉸接設(shè)計(jì)，4.5 章節(jié))以進(jìn)行焊接大小計(jì)算。而在ansys中也是同樣的，要么是把焊縫當(dāng)成一個(gè)連接件，如果不考慮焊縫的局部變形，則劃分網(wǎng)格時(shí)用GLUE單元即可。要么是把構(gòu)件連接之處處理成剛性區(qū)域。
) [# q& b9 h2 ~2 q) u% R4 i你要說真真正正用有限元軟件來仿真焊縫的話，那可要命了，必須模擬焊縫熔池金屬和母材金屬從熔化到凝固、冷卻為常溫的全過程。而各種焊縫的約束條件又是不一樣的。冶金、傳熱、結(jié)構(gòu).....？？？？在我看過的幾篇論文中，他們都是認(rèn)為焊縫和母材材質(zhì)相同，只不過在焊縫處網(wǎng)格分得密一點(diǎn)而已，也有的干脆就與本體沒有任何區(qū)分，也就是說根本就沒有去考慮焊縫的影響了。
* f3 ?# ^! g. A9 L% @: [9 B求大神來點(diǎn)評(píng)。