发明名称 虚拟贴片法计算焊接结构结构应力的方法
摘要 本发明公开了一种应用虚拟贴片计算焊接结构结构应力的方法,具有如下步骤:S100.根据给定的边界条件,创建有限元模型;在所述有限元模型中定义焊缝和焊趾;S200.确定焊趾附近的线性应力分布区域,在该区域设置虚拟应变片;S300.根据虚拟应变片在有限元单元中的位置,确定虚拟应变片位置的方向应力。由于采用了上述技术方案,本发明提供的虚拟贴片法计算焊接结构结构应力的方法,相对于现有技术中采用间接法计算结构应力适应性更高,不比事先与某个有限元节点力输出文件绑定;如果在创建有限元网格时,将有限元节点与贴片对应,算法效率将成倍提高。
申请公布号 CN104951619A 申请公布日期 2015.09.30
申请号 CN201510398842.1 申请日期 2015.07.08
申请人 大连交通大学 发明人 兆文忠;方吉
分类号 G06F17/50(2006.01)I 主分类号 G06F17/50(2006.01)I
代理机构 大连东方专利代理有限责任公司 21212 代理人 李馨;李洪福
主权项 一种应用虚拟贴片计算焊接结构结构应力的方法,其特征在于具有如下步骤:S100.根据给定的边界条件,创建焊接结构的有限元模型,在该模型中定义包括焊肉的有限元网格;S200.确定焊趾附近的线性应力分布区域,在该区域设置虚拟应变片;S300.根据虚拟应变片在有限元单元中的位置,通过插值的方法确定虚拟应变片位置的方向应力;对于两组虚拟应变片,接近焊趾区域的B截面位置和远离焊趾的C截面位置,将方向应力带入公式:<maths num="0001" id="cmaths0001"><math><![CDATA[<mrow><mi>&sigma;</mi><mo>=</mo><mfrac><mn>1</mn><mn>2</mn></mfrac><mrow><mo>(</mo><msub><mi>&sigma;</mi><mrow><mi>T</mi><mi>o</mi><mi>p</mi></mrow></msub><mo>-</mo><msub><mi>&sigma;</mi><mrow><mi>B</mi><mi>o</mi><mi>t</mi><mi>t</mi><mi>o</mi><mi>m</mi></mrow></msub><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>]]></math><img file="FDA0000755256490000011.GIF" wi="1291" he="134" /></maths>求得两组应变区域位置处的弯曲应力,σ<sub>Top</sub>为应变片设置区域上表面的弯曲应力,σ<sub>Bottom</sub>为应变片设置区域下表面的弯曲应力;将BC截面的弯曲应力带入公式(3),得到结构应力σ<sub>s</sub>;<maths num="0002" id="cmaths0002"><math><![CDATA[<mrow><mtable><mtr><mtd><mrow><msub><mi>&sigma;</mi><mi>b</mi></msub><mo>=</mo><msubsup><mi>&sigma;</mi><mi>b</mi><mi>B</mi></msubsup><mo>+</mo><mfrac><mi>L</mi><mi>l</mi></mfrac><mrow><mo>(</mo><msubsup><mi>&sigma;</mi><mi>b</mi><mi>C</mi></msubsup><mo>-</mo><msubsup><mi>&sigma;</mi><mi>b</mi><mi>B</mi></msubsup><mo>)</mo></mrow></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mrow><msub><mi>&sigma;</mi><mi>s</mi></msub><mo>=</mo><msubsup><mi>&sigma;</mi><mrow><mi>T</mi><mi>o</mi><mi>p</mi></mrow><mi>B</mi></msubsup><mo>+</mo><mfrac><mi>L</mi><mi>l</mi></mfrac><mrow><mo>(</mo><msubsup><mi>&sigma;</mi><mi>b</mi><mi>C</mi></msubsup><mo>-</mo><msubsup><mi>&sigma;</mi><mi>b</mi><mi>B</mi></msubsup><mo>)</mo></mrow></mrow></mtd></mtr></mtable><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>3</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>]]></math><img file="FDA0000755256490000012.GIF" wi="1289" he="256" /></maths>式中,σ<sub>s</sub>代表结构应力,.σ<sub>b</sub>代表弯曲应力,<img file="FDA0000755256490000013.GIF" wi="96" he="77" />是B截面的上表面方向应力,l是C面到B面的距离<img file="FDA0000755256490000014.GIF" wi="75" he="77" />是C面的弯曲应力。
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