低匹配对接接头达到与母材等弯曲承载的接头形状设计方法

摘要

低匹配对接接头达到与母材等弯曲承载的接头形状设计方法，涉及一种对接接头设计方法。本发明的方法如下：步骤一、计算低匹配接头屈服强度匹配比；步骤二、通过材料力学公式，根据等弯曲承载条件计算得到焊缝余高高度h；步骤三、确定盖面焊道半宽w；步骤四、确定焊趾半径r；步骤五、根据所求出的焊缝余高高度h、盖面焊道半宽w和焊趾半径r，获得等弯曲承载所需的低匹配接头几何形状参数。本发明适用于X形坡口双面施焊的低匹配平板对接接头。本发明使高强钢的焊接结构可以采用低匹配的接头组配形式。高强钢焊接采用低匹配焊接接头不但可以保证弯曲承载能力不低于母材，而且塑韧性较等匹配焊接接头相比有显著的提高。

主权项

1.低匹配对接接头达到与母材等弯曲承载的接头形状设计方法，其特征在于所述接头的设计方法具体步骤如下：步骤一、计算低匹配接头屈服强度匹配比：；式中：为焊缝熔敷金属屈服强度，为母材屈服强度；步骤二、通过材料力学公式，根据等弯曲承载条件计算得到焊缝余高高度h，焊缝余高高度h取最小值，公式为：；式中：t为半板厚；步骤三、确定盖面焊道半宽w：通过分析计算得出焊缝底部中心部位A点的应力集中系数与焊缝余高高度h、盖面焊道半宽w及半板厚t之间的关系方程：；根据等弯曲承载条件，按照正应力或等效Von Mises应力计算确定达到与母材“等弯曲承载”的盖面焊道半宽w；步骤四、焊趾半径r的求值过程：通过分析计算得出焊趾部位B点的应力集中系数与焊缝余高高度h、盖面焊道半宽w、焊趾半径r及半板厚t之间的关系方程：；结合步骤二和步骤三，以焊趾部位应力集中系数1.15以内为焊趾应力集中最小化设计标准，按照正应力或等效Von Mises应力计算得到焊趾半径r；步骤五、根据所求出的焊缝余高高度h、盖面焊道半宽w和焊趾半径r，获得等弯曲承载所需的低匹配接头几何形状参数。