[發明專利]相同材料的焊接母材的焊點的熱影響區寬度的計算方法

在審

• 申請號: 202011561591.1
• 申請日: 2020-12-25
• 公開（公告）號: CN112651158A
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 黃晨暉;陳亞軍;安超群;李楠
• 申請（專利權）人: 摩登汽車（鹽城）有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/17;G06F119/08;G06F119/14
• 代理公司: 上海音科專利商標代理有限公司 31267
• 代理人: 孫靜

1.一種相同材料的焊接母材的焊點的熱影響區寬度的計算方法，所述焊點包括焊核和熱影響區，其特征在于，包括以下步驟：

S1：選取一組相同材料的焊接母材，其中每個所述焊接母材的厚度不同；并且，

對一組所述焊接母材進行焊接處理，以獲得多個焊點；

S2：獲取每個所述焊點的模型參數，其中，所述模型參數包括焊接母材的厚度、所述焊點的熱影響區的拉伸強度極限、所述焊核的直徑；并且，

對每個所述焊點進行拉剪試驗，根據所述拉剪試驗的結果獲取每個所述焊點的切向拉力及法向拉力；

S3：獲取每個所述焊點的平面應力參數，其中，所述平面應力參數包括所述焊點的平面正應力、所述焊點的平面剪應力，并根據所述平面應力參數建立失效橢圓模型；

S4：根據每個所述焊點的模型參數、所述切向拉力、所述法向拉力、以及所述失效橢圓模型確定所述材料的焊接母材的焊點的初始熱影響區寬度。

2.如權利要求1所述的相同材料的焊接母材的焊點的熱影響區寬度的計算方法，其特征在于，所述步驟S2包括：

S21：通過直接測量和/或通過剪力試驗、以及拉伸試驗的方法獲取每個所述焊點對應的所述焊接母材的厚度；

S22：通過對所述焊接母材進行硬度測試獲取每個所述焊點的熱影響區的拉伸強度極限；

S23：根據工程經驗確定焊核的直徑與所述焊接母材的厚度的比例關系，并根據所述焊接母材的厚度獲取每個所述焊點的所述焊核的直徑；

S24：對每個所述焊點進行至少五個角度的剪力試驗，獲取每個角度下所述焊點的切向拉力，并且，

根據以下公式計算每個角度下所述焊點的切向拉力：

Ps＝pcosθ

其中，Ps為所述焊點的切向拉力；p為極限拉伸力；θ為所述拉剪試驗的角度；

S35：對每個所述焊點進行至少五個角度的拉伸試驗，獲取每個角度下所述焊點的法向拉力，并且，

根據以下公式計算每個角度下所述焊點的法向拉力：

Pn＝psinθ

其中，Pn為所述焊點的法向拉力；p為極限拉伸力；θ為所述拉剪試驗的角度。

3.如權利要求2所述的相同材料的焊接母材的焊點的熱影響區寬度的計算方法，其特征在于，所述步驟S3包括：

S31：獲取每個所述焊點的三向應力莫爾圓模型，并根據各所述焊點的平面正應力、各所述焊點的平面剪應力、各所述焊點的三向應力莫爾圓模型獲取各所述焊點在所述三向應力莫爾圓模型的三個方向的主應力；

S32：根據各所述焊點在所述三向應力莫爾圓模型的三個方向的主應力、材料力學的第四強度理論獲取關于各所述焊點的熱影響區的拉伸強度極限、各所述焊點的平面正應力、各所述焊點的平面剪應力的拉伸強度極限方程；

S33：獲取各所述焊點在所述剪力試驗時的平面正應力的分布，并根據各所述焊點的平面正應力的分布、各所述焊點的直徑建立橢圓方程，并根據所述橢圓方程獲取關于各所述焊點的切向拉力、各所述焊核的直徑、所述初始熱影響區寬度、各所述焊接母材的厚度對應的所述焊點的最大平面正應力方程；

S34：獲取各所述焊點在雙拉試驗時的平面剪應力的分布，并根據各所述焊點的平面剪應力的分布、各所述焊點的直徑、各所述焊接母材的厚度建立橢球方程，并根據所述橢球方程獲取關于各所述焊點的法向拉力、各所述焊核的直徑、各所述初始熱影響區寬度、各所述焊接母材的厚度對應的所述焊點的最大平面剪應力方程；

S35：獲取關于各所述焊點的最大平面正應力方程、各所述焊點的最大平面剪應力方程、所述拉伸強度極限方程的各所述焊點的失效橢圓模型；

并且，在所述步驟S3之后還包括：

對所述失效橢圓模型進行對數轉換。

4.如權利要求3所述的相同材料的焊接母材的焊點的熱影響區寬度的計算方法，其特征在于，在所述步驟S31中，各所述焊點在所述三向應力莫爾圓模型的三個方向的主應力方程為：

σ₂＝0

其中，σ₁，σ₂，σ₃分別是各所述焊點在所述三向應力莫爾圓模型的三個方向的主應力；σ為各所述焊點的平面正應力；τ為各所述焊點的平面剪應力。