缝焊疲劳
在 SimSolid 中执行的缝焊疲劳是基于应力的线性化和 Volvo 方法,然后预测疲劳损伤和寿命。线性化应力能够将贯穿厚度的弹性应力场分解为等效的膜应力和弯曲应力。
这种方法确定了弯曲对总应力的贡献,并由此确定焊缝本质上是刚性的还是柔性的。该方法通常需要两条 S-N 曲线。一种是以弯曲应力为主的弯曲 S-N 曲线,另一种是以膜应力为主的膜 S-N 曲线。根据弯曲程度在弯曲和膜 SN 曲线之间进行内插。

焊缝应力计算
- 如果局部 X 轴不平行于全局 Y 轴:Zlocal=Xlocal*YglobalYlocal=Zlocal*Xlocal
- 如果局部 X 轴平行于全局 Y 轴:
则局部 Y 轴 ( Ylocal ) 是负的全局 X 轴,反之亦然。
Zlocal=Xlocal*Ylocal

- σmi 等于 ith 膜应力的第 i 个分量。
- σi 等于 ith 提取应力值的第 i 个分量。
- σbiS 等于 ith 入口弯曲应力的第 i 个分量。
- σbiE 等于 ith 出口弯曲应力的第 i 个分量。
- L 等于 ith 应力线性化段的第 i 个长度。
- x 等于某一点沿段的位置。


弯曲比 (r)

- σbi 最大弯曲应力等于 6T2∫T/2−T/2σixdx 。
- σmi 是最大膜应力,等于 1T∫T/2−T/2σidx
- σ2TOP 是计算损伤时顶面(即焊趾)最大应力的平方。
- r 是弯曲比。
它是加载时间关系中所有点的弯曲率的加权平均值。
内插因子 (IF) 现在定义为:
膜曲线与弯曲 S-N 曲线之间的内插

这定义了 Nc1interpolated 个周期的应力水平。这两个点定义了曲线的第一部分,最多 Nc1interpolated 个周期。最后一部分通过寻找第三个点来定义,如下所示。对于刚性和柔性曲线,寿命值被定义为 Nc1 值的 10 倍。由此可以计算出 S2bending 和 S2membrane。由此,我们可以进行内插,得到定义曲线高周部分的 S2interpolated。
厚度
或者,可以基于零件的厚度t 施加厚度(尺寸效应校正)。运行方式如下:
如果 t≤Tref 则无效应(可以在疲劳求解设置中指定参考厚度或阈值)。
疲劳强度由 (Treft)n 因子降低,其中 n 是厚度指数,如果 t>Tref ,在所有生命周期(用作增加压力的因子)。
平均应力修正
支持对缝焊疲劳进行 FKM 平均应力修正。应力敏感性可通过平均应力修正字段在疲劳求解设置对话框中定义。可以通过缝焊疲劳求解设置对话框启用缝焊疲劳的平均应力修正。
据 FKM 准则,根据应力比 (R=SMIN/Smax) 值将 Haigh 图表分为四个区域。然后使用修正后的值选择损害和寿命计算阶段的 SN 曲线。
- 区域 1 (R>1.0): SAe=Sa(1−M)
- 区域 2 ( −∞≤R≤0.0 ): SAe=Sa+M*Sm
- 区域 3 (0.0<R<0.5): SAe=(1+M)Sa+(M/3)*Sm1+M/3
- 区域 4 ( R≥0.5 ): SAe=3Sa(1+M)23+M
- SAe 是平均应力校正后的应力振幅(耐久应力)。
- Sm 是应力振幅,M 是平均应力敏感性。
