(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111364437.X (22)申请日 2021.11.17 (71)申请人 大连交通大 学 地址 116028 辽宁省大连市沙河口区黄河 路794号 (72)发明人 谢素明　牛春亮　兆文忠　陈胜　 (74)专利代理 机构 大连东方专利代理有限责任 公司 21212 代理人 李馨 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/17(2020.01) G06F 119/04(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种基于结构应力的复杂焊接接头抗疲劳 设计方法 (57)摘要 本发明提供一种基于结构应力的复杂焊接 接头抗疲劳设计方法。 主要包括： S100、 对焊接接 头应力进行集中识别， 得到应力集中发生的具体 焊缝位置； S2 00、 对焊接接头应力进行集中剖析， 获取应力集中产生原因； S300、 给出设计方案对 焊接接头应力进行集中缓解。 本发 明提出了具有 可执行的结构应力计算的基本流程， 克服了现有 焊接结构设计方法不能科学使用的问题， 应用结 构应力进行焊接结构疲劳评估具有可操作性， 进 而保证了后续环 节的可执行性。 权利要求书2页 说明书11页 附图6页 CN 113971361 A 2022.01.25 CN 113971361 A 1.一种基于结构应力的复杂焊接 接头抗疲劳设计方法， 其特 征在于， 包括： S100、 对焊接 接头应力进行集中识别， 得到应力集中发生的具体 焊缝位置； S200、 对焊接 接头应力进行集中剖析， 获取应力集中产生原因， 包括： 根据结构应力的计算确认的应力集中的位置与峰值， 分析在这个位置上出现峰值的原 因， 对出现应力集中的位置与峰值的焊缝进行力学原 理剖析， 分析应力集中问题涉及到设 计的因素， 对焊接接头载荷力流传的递路径进行研究， 给 出应力集中产生原因； S300、 给出设计方案对焊接 接头应力进行集中缓解， 包括： 依据焊接接头应力集中识别结果和焊接接头应力集中剖析结果， 给出缓解应力集中的 可行方案， 所述可行性方案结合焊接工艺的可行性， 或凭借关于接头几何的形状优化， 或焊 缝布局优化措施缓解设计 应力集中， 基于结构应力法结合仿真计算， 再次进行缓解应力集中后方案的应力集中校核， 分析给出方案对应力集中缓解效果是否满足要求， 否则重新调整缓解应力集中方案， 直至满足预期要求。 2.根据权利要求1所述的基于结构应力的复杂焊接接头抗疲劳设计方法， 其特征在于， 对焊接接头应力进行集中识别， 得到应力集中发生的具体 焊缝位置， 包括： S110、 确定加载历史数据， 所述加载历史数据应包括施加于构件的所有载荷与事 件； S120、 进行有限元计算， 形成有限元 结果数据； S130、 定义焊缝节点及单元， 检查单元属性、 网格形式的设置是否满足结构应力计算要 求； S140、 将有限元结果数据中的节点力和力矩转化为线力和线矩， 生成结构应力计算参 数， 其中， 所述线力为焊线处单位长度上的力， 所述线矩为焊线处单位长度上力矩； S150、 对焊接接头位置进行膜应力与弯曲应力计算， 并将所述膜应力与弯曲应力之和 作为结构应力； S160、 分析其它因素对结构应力计算结果的过程的修 正； S170、 绘制焊缝的结构应力曲线， 给 出结构应力峰值及峰值所在位置； S180、 保存结果。 3.根据权利要求2所述的基于结构应力的复杂焊接接头抗疲劳设计方法， 其特征在于， 所述焊接 接头位置的膜应力根据以下计算获得： 其中， σm为膜应力， t为板厚， fy为y轴方向单元边的线力， σx(y)为截面厚度上y方向的非 线性应力。 4.根据权利要求2所述的基于结构应力的复杂焊接接头抗疲劳设计方法， 其特征在于， 所述焊接 接头位置的弯曲应力根据以下计算获得： 其中， σb为弯曲应力， t为板厚， σx(y)为截面厚度上y方向的非线性应力， mx为焊接接头权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 113971361 A 2位置绕x轴的线力矩。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 113971361 A 3