シーム溶接の疲労
SimSolidに実装されているシーム溶接の疲労は、Volvoメソッドと組み合わされた応力の線形化に基づき、疲労損傷と寿命を予測します。線形化応力は、板厚方向の弾性応力場を、同等の膜応力と曲げ応力に分解します。
この手法では、総応力に対する曲げの寄与が求められ、その値からその溶接が本質的に剛性が高いのか弾性が高いのかが決まります。この手法では一般に2つのS-N曲線が必要です。1つは曲げ応力が優勢な曲げS-N曲線で、もう1つは膜応力が優勢な膜S-N曲線です。曲げの度合に応じて、曲げS-N曲線と膜S-N曲線の間で補間が行われます。

溶接応力の計算
- ローカルX軸がグローバルY軸と平行でない場合:Zlocal=Xlocal*YglobalYlocal=Zlocal*Xlocal
- ローカルX軸がグローバルY軸と平行な場合:
ローカルXが正のグローバルYに沿っている場合、ローカルY軸( Ylocal )はグローバルXの符号を反転させたものであり、その逆も同様です。
Zlocal=Xlocal*Ylocal

- σmi は、膜応力の ith 成分です。
- σi は、抽出された応力値の ith 成分です。
- σbiS は、開始ポイントでの曲げ応力の ith 成分です。
- σbiE は、終了ポイントでの曲げ応力の ith 成分です。
- L は、応力線形化セグメントの ith 長さです。
- x は、セグメントに沿ったポイントの位置です。


曲げ比(r)

- σbi は、 6T2∫T/2−T/2σixdx に等しい最大曲げ応力です。
- σmi は、以下に等しい最大膜応力です。 1T∫T/2−T/2σidx
- σ2TOP は、損傷の計算時の上面(つまり溶接止端部)での最大応力の2乗です。
- r は、曲げ比です。
これは、荷重時間履歴のすべてのポイントでの曲げ比の加重平均です。
補間係数(IF)は次のように定義されます:
膜S-N曲線と曲げS-N曲線の間での補間

これは、Nc1interpolatedサイクルでの応力レベルを定義します。この2点で、この曲線のNc1interpolatedサイクルまでの最初のセクションが決まります。残りのセクションは、次のように3つ目のポイントを求めることによって定義されます。寿命値は、これらの剛体の曲線と弾性体の曲線のNc1値の10倍となります。これらから、S2bendingとS2membraneを計算できます。これらを補間して、曲線の高サイクル部分を定義するS2interpolatedが求められます。
厚さ
オプションで、このパートの厚さtに基づいて、厚さ(サイズ効果補正)を適用することもできます。これは次のように機能します:
t≤Tref の場合、補正は適用されません(基準厚さまたはしきい値は、fatigue solution settingsで指定できます)。
疲労強度は、 (Treft)n の係数で低下します。ここで、nは、耐用期間すべてにわたって t>Tref である場合の厚み指数です(応力を増加させる係数として使用されます)。
平均応力補正
シーム溶接の疲労ではFKM平均応力補正がサポートされています。応力感度は、fatigue solution settingsダイアログのmean stress correction欄で定義できます。シーム溶接の疲労の平均応力補正は、シーム溶接 のfatigue solution settingsダイアログで有効にできます。
FKMのガイドラインに従い、応力比(R=Smin/Smax)の値を基準としてHaigh線図を4つの期間に分割します。次に補正値を使用して、損傷と寿命の計算段階で使用するSN曲線を選択します。
- 期間1(R>1.0): SAe=Sa(1−M)
- 期間2( −∞≤R≤0.0 ): SAe=Sa+M*Sm
- 期間3(0.0<R<0.5): SAe=(1+M)Sa+(M/3)*Sm1+M/3
- 期間4( R≥0.5 ): SAe=3Sa(1+M)23+M
- SAe は、平均応力補正後の応力振幅(耐久応力)です。
- Sm は応力振幅、Mは平均応力感度です。
