Расчет сварных швов в APM FEM?

[FuG4s]

Доброго времени суток, коллеги!!!
Возник такой вопрос: Сварены 2 листа под углом 90 градусов. Возможно ли посчитать каким-либо образом сварной шов в APM FEM, библиотке Компаса V13?
Сам сидел думал. Что можно нарисовать сварной шов,отдельно считать?он будет ,как другой объект?Или есть еще проще?С помошбю указания каких-либо свойст?

[Sergey APM]

Добрый день!

Сначала наверное есть смысл сказать, что с использованием метода конечных элементов для расчета прочности конструкций можно посчитать (теоретически) все что угодно!
Что касательно вопроса расчета сварных швов... Здесь два пути. Первый, воспользоваться инженерными методиками, которые заложены в модуль по расчету соединений APM Joint (входит в состав системы APM WinMachine). Второй, более сложный, это вести расчет "в лоб". Т.е. смоделировать сборку, где в качестве деталей будут участвовать и детали-сварный швы. Не забыть задать при этом швам нужные параметры материала. Далее придется достаточно мелко разбить на конечные элементы области сборки содержащие сварные швы (можно пользоваться коэффициентами сгущения) ввиду их малого размера. Ну и посчитать сборку. Далее, анализируя результат, нужно будет понять - напряжения, возникающие в сварном шве больше или меньше допускаемых. Соответственно сварной шов выдержал или нет. Т.е. получается, что в такой постановке вы провели проверочный расчет.

Также отмечу, что в большинстве случаев, когда сварные швы считаются с использованием МКЭ, необходимо задействовать возможности 64-х версий расчетного ПО, т.к. обычно объем обрабатываемой информации может быть "не подъемным" для обычных 32-х разрядных версий.  Кстати, версия APM FEM x64 уже готовится. Ее выпуск намечен на конец этого года.

[zap-sib]

Рассчитать сварочный шов путём его моделирования в трёхмерке - весьма и весьма приближённый метод. В первую очередь надо понимать вид и процесс сварки, неравномерность и глубину  корня шва в сечении (в том числе, возможное содержание неметаллов, свищей и трещин) и изменение физико-химических свойств наплавленного материала и прилегающих к нему областей свариваемого металла (отпуск - рекристализация). Порой две одинаковых детали, сваренные одной сваркой, но разными сварщиками критично отличаются по многим показателям 
Кстати, хотел уточнить, после выпуска APM FEM х64 он автоматически будет включён в комплект поставки Компаса 3Д или это будет опция?

[FuG4s]

Спасибо за ответы!Но больше поинтересовался для общего познания!))скажем,просто сварил 2 балки и проверить (просчитать) сварной шов и наглядно посмотреть!Всем спасибо.Получается,что как сказал  Sergey APM,я правильно думал.Всем спасибо.
Что касается ресурсов вычисления,то и 32-х разрядных систем пока хвататет...все зависит от железяк.)

[Alex X]

Здравствуйте. А может мне кто-нибудь пояснить каким образом учитывать допускаемое напряжение на срез для сварного шва при расчете в APM Joint? Заранее спасибо

[Goran]

Весь расчет сводится к расчету коэффициентов запаса статической и усталостной прочности, основой для анализа являются физические свойства свариваемого материала.
Если есть желание разобраться посмотрите здесь

[Alex X]

Уважаемый Goran, руководство это читал, но так и не понял того, что хотел. Меня интересует, что они подразумевают под коэффициентом запаса текучести деталей крепления и как его выбирать. Как я понимаю, это не коэффициент запаса прочности по пределу текучести. Извините, если говорю глупости.

[Goran]

... что они подразумевают под коэффициентом запаса текучести деталей крепления и как его выбирать. Как я понимаю, это не коэффициент запаса прочности по пределу текучести. ...

Наоборот, в принципе это и есть запас прочности по текучести. Как мне объясняли, смысл заключается в системе расчета, если расчет ведется по предельному состоянию, то коэффициента не будет (вернее он будет равен 1), а если по допускаемым напряжениям, то коэффициент может быть 2, 2,5, ...5 и т.д. в зависимости от требований нормативной документации к проектируемому оборудованию, еще эти коэффициенты называют коэффициентами безопасности.
Основной принцип анализа сводится к тому, что при К=1 вероятность поломки (надежность) составляет 50%, при К>2 надежность стремится к 100% а поломка соответственно к 0%. Вот где-то так.

[Alex X]

Все вроде бы так, а вроде бы и не так... . Для стали Ст3пс предел текучести составляет 245МПа, проверочный расчет сварного соединения с заданным катетом 4мм выдает коэффициент запаса прочности по пределу текучести 2,8354 , а максимальное касательное напряжение при этом составляет 51,8445 МПа. Перемножаем 51,8445 на 2,8354 и получаем 147 МПа, что составляет 0,6 от 245 МПа.

[Senior lecturer]

Предел текучести он ведь задан для деформации растяжения. А при срезе, как Вы и считаете, действуют касательные напряжения. Отсюда и несоответствие.

[Goran]

.... Для стали Ст3пс предел текучести составляет 245МПа, проверочный расчет сварного соединения с заданным катетом 4мм выдает коэффициент запаса прочности по пределу текучести 2,8354 , а максимальное касательное напряжение при этом составляет 51,8445 МПа. Перемножаем 51,8445 на 2,8354 и получаем 147 МПа, что составляет 0,6 от 245 МПа.

Что соответствует пределу выносливости для данного материала

[Alex X]

Предел текучести он ведь задан для деформации растяжения. А при срезе, как Вы и считаете, действуют касательные напряжения. Отсюда и несоответствие.

Допускаемое напряжение для сварных швов в машиностроительных конструкциях при постоянной нагрузке на СРЕЗ составляет 0,6 от допускаемого напряжения при растяжении для основного металла, т.е.от 160 МПа, а у меня получается 0,6 от 245 МПа.

Допускаемые напряжения для сварных швов/ Допускаемые напряжения в МПа для металлоконструкций http://skmash.ru/str412.php

[Goran]

Почитайте АРМ Book  Глава 5.2 Сварные соединения (вторая глава пятого раздела второй части), здесь написано... "...Выбор допускаемых напряжений при расчете статической прочности сварных соединений. Расчет статической прочности сварных соединений мало чем отличается от расчета прочности деталей вообще. К особенностям следует отнести то, что величины допускаемых напряжений при расчете сварных соединений принимаются заниженными по сравнению с аналогичными значениями, принятыми при расчете монолитных деталей. Рекомендованные значения допускаемых напряжений для сварных швов при статической нагрузке (по отношению к допускаемому нормальному напряжению при растяжении  основного материала) приведены в таблице  5.2.1. ..."

[Alex X]

Уважаемый Алексей Николаевич, огромнейшее Вам спасибо!!!  
Как-то я совсем обделил вниманием APM book, только отдельные руководства по модулям держал в поле зрения .
Но тем не менее, хотелось бы еще помучить наших экспертов и окончательно прояснить момент относительно результата проверочного расчета в APM Joint. Исходя из полученного результата и таблицы (из APM book), вышеприведенной уважаемым Goran-ом, напрашивается вывод о том, что запас прочности по пределу текучести выводится с учетом поправочного коэффициента 0,6, но не от допускаемого напряжения(как в таблице), а от предела текучести(что логично, ведь выводится запас прочности по пределу текучести). Таким образом, остается только (уже самому) учесть коэффициент запаса прочности 1,3-1,5, учитывающий разницу между пределом текучести и допускаемым напряжением при растяжении для основного металла - согласно выдержки из APM book. Или же в настройках расчета, в графе ввода предела текучести, ввести величину допускаемого напряжения на растяжение.
Уважаемые эксперты, если ошибаюсь, то укажите в чем.

[Goran]

Вы правильно рассуждаете, на мой взгляд. В свое время ,для себя, сделал ряд сравнительных расчетов с помощью АРМ и в ручную, результат устроил. Теперь считаю не задумываюсь. Если Вам требуется понимание по существу почему, из-за чего  и как? То для однозначного ответа, вопрос следует задать здесь

[Alex X]

Алексей Николаевич, благодарю за очередную грамотную наводку , помучаем разработчиков

[Goran]

...напрашивается вывод о том, что запас прочности по пределу текучести выводится с учетом поправочного коэффициента 0,6, но не от допускаемого напряжения(как в таблице), а от предела текучести(что логично, ведь выводится запас прочности по пределу текучести)....

На мой взгляд все логично, потому как, предел выносливости и составляет примерно 0,6 от предела текучести.
Посмотрите весьма показательные данные

[Alex X]

Алексей Николаевич, но ведь разговор шел про статический расчет, а про ввод поправочных коэффициентов при данном виде расчета написано в APM book (конкретную выдержку приводил выше) 

[Goran]

... ведь разговор шел про статический расчет...

Какой бы расчет не проводился, в итоге все сводится к сравнению напряжений! Все эти "пределы" эмпирически связаны между собой (условно, разумеется, но тем не менее).
Так вот ... предел текучести – состояние, при котором предел прочности остается постоянным или уменьшается, не смотря на рост удлинения.
Предел выносливости - максимальное напряжение, при котором не происходит разрушения материала при произвольно большом количестве циклов.
Предел текучести составляет 0,5...0,7 от предела прочности, а предел выносливости  примерно 0,6 от предела текучести.
Так вот, в сравнение с пределом прочности можно ориентироваться на значения того, что предел выносливости составляет 0,4...0,5 от предела прочности.
Меня лично устраивает, что допускаемые напряжения при расчете сравниваются по критериям соответствующим  пределу выносливости.
Возможно, я что-то не так понял, но (тьфу-тьфу) проблем с надежностью пока не возникало. 

[Alex X]

Я Вас понял, получается, что я чересчур перестраховываюсь