Jump to content

Типовой сварной шов


Recommended Posts

torque

Моё почтение и уважение всем трудягам и работягам.

 Возникло желание посчитать сварной шов., прикинь, что к чему. Взял 2 диска, сделал фаску и сварил их.

Затем провёл испытания на разрывной машине. 
 

Скрытый текст

 

2.jpg

3.jpg

 

После всех танцев с бубном и получения результатов. Было получены следующие данные: Разрушение сварного шва произошло при нагрузке 3.5 тонны. 

Характер разрушения сварного шва виден ниже на фото.

Скрытый текст

4.jpg

Далее встал вопрос корректного моделирования данной задачи в sw.

 Решил принять для моделирования следующую абстракцию:

 

Скрытый текст

1.png

Схема закрепления и приложения нагрузки растяжения - 2 шпильки м16. 

 материал сварного шва был задан с прочностью уменьшенной в 2 раза. 

Вопрос с знатокам: Всё ли я в расчете указал верно? Данный эксперимент служит для меня базой для дальнейших исследований сварных швов.

Если есть недочёты, ткните, пожалуйста.

Файл отчёта размещен на гугл диск. тык

Link to post
Share on other sites


UnPinned posts
статист

Здравствуйте! У Вас сварной шов с двух сторон симметрично сделан?

Link to post
Share on other sites
torque
2 минуты назад, статист сказал:

Здравствуйте! У Вас сварной шов с двух сторон симметрично сделан?

совершенно верно. Разрушился 1, но на втором так же имеется трещина. 

Link to post
Share on other sites
MotorManiac

Я конечно могу ошибаться, но по ГОСТ 30242-97 у вас - дефекты группы 4. Несплавление и непровар. Отсутствие соединения между металлом сварного шва и основным металлом или между отдельными валиками сварного шва.

Link to post
Share on other sites
torque
Только что, MotorManiac сказал:

Я конечно могу ошибаться, но по ГОСТ 30242-97 у вас - дефекты группы 4. Несплавление и непровар. Отсутствие соединения между металлом сварного шва и основным металлом или между отдельными валиками сварного шва.

За неимением возможности контролировать такие дефекты, хочется задаться какими-то параметрами при расчете, чтобы избежать разрушения конструкции. 

Link to post
Share on other sites
статист
Только что, torque сказал:

За неимением возможности контролировать такие дефекты, хочется задаться какими-то параметрами при расчете, чтобы избежать разрушения конструкции. 

Это достаточно сложно. Разрушение сварного шва в таком случае происходит прежде всего из-за концентраторов напряжений или трещин из-за непроваров. Нужно их будет каждый раз моделировать с большой точностью, чтобы учесть. Трещины вообще смоделировать сложно. Так что дешевле вам их контролировать =)

Вопрос еще, для каких целей вы это делаете?

  • Нравится 1
Link to post
Share on other sites
torque
1 минуту назад, статист сказал:

Это достаточно сложно. Разрушение сварного шва в таком случае происходит прежде всего из-за концентраторов напряжений или трещин из-за непроваров. Нужно их будет каждый раз моделировать с большой точностью, чтобы учесть. Трещины вообще смоделировать сложно. Так что дешевле вам их контролировать =)

Если представить, что данная конструкция работает на растяжение при нагрузке 1 тонна. 

 То данный дефект допустим и моделирование позволит учесть как состояние моральное/физическое сварщика, так и его мастерство после майских праздников. 

 Визуального контроля в таком случае будет достаточно.

Link to post
Share on other sites
статист
3 минуты назад, torque сказал:

 Визуального контроля в таком случае будет достаточно.

если заложить определенный запас. Больший, чем при контроле дефектов.

Link to post
Share on other sites
vasillevich68
1 час назад, torque сказал:

Взял 2 диска, сделал фаску и сварил их.

Для  начала, надо определиться, что в Вашем понятии, значит "сварить"

Если, наложить шов на одну из двух деталей, то это не так, даже считать не надо, держать не будет.

А судя по фото, у Вас именно так сварены детали, на одной из свариваемых, даже по фото, без каких-либо приборов видно, что канавки от резца остались не тронутыми

Снимок 2021_04_19_11_09.png

 

так что там Вы испытываете

 

И ещё, было бы интересно узнать, в каком таком университете, Вас научили таким методом испытывать сварной шов?

Edited by vasillevich68
Link to post
Share on other sites
Jesse
1 час назад, torque сказал:

Вопрос с знатокам: Всё ли я в расчете указал верно

обычно если и включают сварной шов в КЭ модель, то чтобы просто вытащить силы (опция "Сила свободного тела"), и затем прикинуть аналитически. К примеру, площадь шва 100 ед., растягивающая сила получилась 10000, сдвигающая 5000. И получаете на бумажке раст-е напр-я  g=10000/100 = 100, т= 5000/100 = 50. И потом по формулке для эквивалентных напр-й ПНС sqrt (g^2+3т^2) =  sqrt (100^2+3*50^2)
Хотя судя по картинке из эксперимента у вас больше хрупкий отрыв, так что касательных напряжений особо быть не должно..


Верхнюю методику предпочитают больше потому, что шов - объект маленький по сравнению с целой моделью, и в углах будут возникать хочешь не хочешь сингулярности: для интереса, увеличьте плотность сетки в шве в 2 раза, потом ещё в 2 раза - напряжения будут увеличиваться без ограничения даже в теле шва. То есть непонятно какие напряжения вообще смотреть, потому что всё везде скачет и явно некорретно..
Это первый аспект. Второй аспект - это критерий разрущения. Вы выбрали Мизес - он больше для пластичных материалов. У вас же явно больше хрупкое разрушение, значит Мизес не подходит. Вообще говоря шов - это сложная анизотропная (в деформационнм плане) структура. То есть чтоб прям супер правильно смоделировать в МКЭ, это надо сделать кучу экспериментов (тянуть в разные стороны), выявить пределы текучести, и считать уже с пластикой по каокму-нибудь критерию Хилла (которого в Солиде , кстати, нет). Короче, хорошая исследовательская работа!:smile:

Ещё раз: чтоб утрированно оценить прочность шва, его моделируют в МКЭ в обычном линейном стат. анализе, но на напряжения не смотрят. Вытащили усилия, считаем напряжения ( с запасом как вы сделали. но не с таким большим, наверно)

 

Edited by Jesse
  • Чемпион 1
Link to post
Share on other sites
vasillevich68
24 минуты назад, статист сказал:

Вопрос еще, для каких целей вы это делаете?

Вот-вот!!! И на этот вопрос лучше тут, на форуме отвечать, пока не дошло до того, что его будет задавать прокурор.

Link to post
Share on other sites
статист

Почитайте наш СП Стальные конструкции https://meganorm.ru/Data2/1/4293745/4293745484.pdf

В частности там говорят, что следует исключать возможность хрупкого разрушения (п. 13). В частности:

изображение.png

 

Далее там пишут

 

изображение.png

 

возможно это Ваш случай. Но с таким качеством сварки говорить о чем-то сложно.

Link to post
Share on other sites
torque
16 минут назад, Jesse сказал:

Ещё раз: чтоб утрированно оценить прочность шва, его моделируют в МКЭ в обычном линейном стат. анализе, но на напряжения не смотрят. Вытащили усилия, считаем напряжения ( с запасом как вы сделали. но не с таким большим, наверно)

Спасибо, попробую таким образом. 

 

21 минуту назад, vasillevich68 сказал:

И ещё, было бы интересно узнать, в каком таком университете, Вас научили таким методом испытывать сварной шов?

Не учился в университете, к сожалению.

39 минут назад, статист сказал:

для каких целей вы это делаете?

Для понимания пределов прочности сварного соединения

Link to post
Share on other sites
статист
2 минуты назад, torque сказал:

Для понимания пределов прочности сварного соединения

Не, я имел ввиду область применения. 

Link to post
Share on other sites
torque
3 минуты назад, статист сказал:

Не, я имел ввиду область применения. 

общее машиностроение 

Link to post
Share on other sites
Jesse
1 час назад, статист сказал:

Разрушение сварного шва в таком случае происходит прежде всего из-за концентраторов напряжений или трещин из-за непроваров. Нужно их будет каждый раз моделировать с большой точностью, чтобы учесть. Трещины вообще смоделировать сложно. Так что дешевле вам их контролировать

помню давно статейка попадалсь, там и какие-то специальные КЭ использовались для моделирования шва. Прост статика, даже не механика разрушения.
Насколько понимаю, такие сложные моледирования сварки в супер ответственных промышленных или  авиакосмической отраслях нужны, где хочется сэкономить массу и нет возможности закладывать большие запасы. Хз насколько велика степень неопределённости в результатах таких расчётов... Короче, что-то из области фантастики.

Link to post
Share on other sites
karachun
11 минут назад, Jesse сказал:

специальные КЭ использовались для моделирования шва

Там либо обычные пружины либо солид-элемент, но там все равно из узлов вытягивают силы и прямо в постпроцессоре шов сразу и проверяют по аналитике.

@torque Короче. В шве могут возникать разные дефекты, которые сильно влияют на его несущую способность. Учесть их в МКЭ невозможно или нецелесообразно.

 

Из этого выходит что швы нужно считать по аналитике и выполнять согласно стандартам, чтобы дефектов не было.

 

Даже если сделать модель шва в МКЭ то для нее придется придумывать переводной коэффициент запаса, для того чтобы несущая способность шва соответствовала аналитическому решению.

МКЭ подходит для того чтобы извлекать усилия в отдельных сварных швах, для сложной модели.

  • Нравится 2
Link to post
Share on other sites
torque
33 минуты назад, karachun сказал:

придется придумывать переводной коэффициент запаса

Это и есть цель исследования

Link to post
Share on other sites
Jesse

@karachun @статист а если считать оболочками вот такое простое тавровое соединение, то ориентировочно, по максимальному напряжению в стыке оболочек можно как-то сказать, что и в шве не должны разви'ться большие напряжения? Или без моделирования валика шва (мб и свариемых листов твёрдотелом!) никак? 
12.jpg
з.ы.: как-то тестил давно, небольшие напряги в стыке оболочек коррелировались с небольшими напрягами, получаемыми по вышеприведённой методике. Ну, лучше не рисковать и лишний раз важный шов проверить..)

Link to post
Share on other sites
статист
3 минуты назад, Jesse сказал:

@karachun @статист а если считать оболочками вот такое простое тавровое соединение, то ориентировочно, по максимальному напряжению в стыке оболочек можно как-то сказать, что и в шве не должны разви'ться большие напряжения? Или без моделирования валика шва (мб и свариемых листов твёрдотелом!) никак? 
12.jpg
з.ы.: как-то тестил давно, небольшие напряги в стыке оболочек коррелировались с небольшими напрягами, получаемыми по вышеприведённой методике. Ну, лучше не рисковать и лишний раз важный шов проверить..)

Нужно hot-spot ом стрелять. Или также силы вытаскивать и рассчитывать.

  • Нравится 1
Link to post
Share on other sites
ДОБРЯК
1 час назад, Jesse сказал:

Ещё раз: чтоб утрированно оценить прочность шва, его моделируют в МКЭ в обычном линейном стат. анализе, но на напряжения не смотрят. Вытащили усилия, считаем напряжения ( с запасом как вы сделали. но не с таким большим, наверно)

То вы предлагаете не смотреть на напряжения в МКЭ и про них забыть. и тут же предлагаете силы из МКЭ пересчитать в напряжения.

Напишите хоть одну формулу как вы будете пересчитывать силы из МКЭ для 10-ти узлового тетраэдра в напряжения.

Link to post
Share on other sites
MotorManiac
7 минут назад, Jesse сказал:

а если считать оболочками вот такое простое тавровое соединение, то ориентировочно, по максимальному напряжению в стыке оболочек можно как-то сказать, что и в шве не должны разви'ться большие напряжения? Или без моделирования валика шва (мб и свариемых листов твёрдотелом!) никак? 

 

В оболочках по-моему должна быть функция моделирования швов, потом можно напряжения смотреть + задавать св. наплавляемого материала для проверки прочности.

Link to post
Share on other sites
статист
13 минут назад, torque сказал:

Это и есть цель исследования

Для этой цели вам нужно будет несколько исследований провести, лучше за десяток, чтобы разброс учесть.

Link to post
Share on other sites
torque
Только что, статист сказал:

Для этой цели вам нужно будет несколько исследований провести, лучше за десяток, чтобы разброс учесть.

Вопрос стоял в правильности задания граничных условий для сопоставления данных, чтобы можно было считать в линейной области. Я склоняюсь, что вариант который предложил @Jesse меня устроит. Попробую ещё раз пару раз и сравню. 

Link to post
Share on other sites
статист
karachun
26 минут назад, Jesse сказал:

а если считать оболочками вот такое простое тавровое соединение, то ориентировочно, по максимальному напряжению в стыке оболочек можно как-то сказать, что и в шве не должны разви'ться большие напряжения?

Я слышал что берут две точки - на расстоянии одной и двух толщин и экстраполируют напряжения в место сварного шва. Так как в самом месте соединения будет сингулярность и все такое.

 

32 минуты назад, torque сказал:

Это и есть цель исследования

Тогда для начала нужно определиться на что смотреть. Если брать максимальные напряжения в сетке то можно получить огромные, нефизичные значения, по которым шов точно не пройдет. Значит нужно осреднять напряжения для некоторой плоскости.

Link to post
Share on other sites
udlexx
1 час назад, torque сказал:

общее машиностроение

Чет, я ничего не понимаю видимо, но зачем изобретать велосипед (при чем очень сложный, с множеством неизвестных, нюансов и рандомных составляющих), когда уже все придумано и используется аналитикой десятки лет. 

Скрытый текст

IMG_0637.JPG

 

У меня товарищ в аспирантуре университета Аахена занимается моделированием сварки и расчетами сварочных ванн и швов на прочность, это у него как научная работа, где профессура серьезная бьется над такими вопросами...

2 часа назад, torque сказал:

Не учился в университете, к сожалению

:dntknw:

IMG_0638.JPG

  • Нравится 2
  • Чемпион 1
Link to post
Share on other sites
Jesse
25 минут назад, статист сказал:

Нужно hot-spot ом стрелять.

а можно вкратце в чём суть? а то букав много:biggrin:, да и заголовок про усталость..

 

17 минут назад, karachun сказал:

Я слышал что берут две точки - на расстоянии одной и двух толщин и экстраполируют напряжения в место сварного шва. Так как в самом месте соединения будет сингулярность и все такое.

 я в типовых своих конструкциях тупо по максимальным в зоне стыка смотрю. Да и если так посудить, утрированно мы ведь можем сказать, что раз напряжения в стыке малы, значит и в шве малы: шов всё таки совместно с основным металлом работает... 

 

45 минут назад, ДОБРЯК сказал:

То вы предлагаете не смотреть на напряжения в МКЭ и про них забыть. и тут же предлагаете силы из МКЭ пересчитать в напряжения.

Напишите хоть одну формулу как вы будете пересчитывать силы из МКЭ для 10-ти узлового тетраэдра в напряжения

так я не про отдельный КЭ говорю, а вытащить силу действующую на тело
34.jpg

Link to post
Share on other sites
статист
8 минут назад, Jesse сказал:

а можно вкратце в чём суть? а то букав много:biggrin:, да и заголовок про усталость..

 

49 минут назад, karachun сказал:

берут две точки - на расстоянии одной и двух толщин и экстраполируют напряжения в место сварного шва. Так как в самом месте соединения будет сингулярность и все такое.

Линейно экстраполируют. Местоположение точек только варьируют от случая к случая. Обычно пол толщины и полторы.

Link to post
Share on other sites
ДОБРЯК
11 минут назад, Jesse сказал:

так я не про отдельный КЭ говорю, а вытащить силу действующую на тело

И я не про отдельный КЭ говорю, а про силы в сварном шве. Сварной шов моделируется например 10-ти узловыми тетраэдрами. Или другими КЭ.

Вы в одном предложении предлагаете забыть про напряжения, а в другом предлагаете вычислить напряжения самостоятельно на бумажке через какие-то силы.

 

Link to post
Share on other sites
torque
Posted (edited)
53 минуты назад, udlexx сказал:

:dntknw:

Дорога рождается под ногами идущего©

 Можно автора книги в студию, пожалуйста? 

Edited by torque
дополнение
Link to post
Share on other sites
статист
23 минуты назад, torque сказал:

 Можно автора книги в студию, пожалуйста? 

Это не та, но думаю тоже будет полезна https://obuchalka.org/20181215105906/detali-mashin-reshetov-d-n-1989.html

с 56 стр.

 

еще у Инветора хороший модуль по расчету сварки.
 

Скрытый текст


 


 

 

  • Нравится 1
Link to post
Share on other sites
karachun
30 минут назад, ДОБРЯК сказал:

Сварной шов моделируется например 10-ти узловыми тетраэдрами.

Это плохой пример. Обычно все делается в оболочках, зачем здесь тетры?

Link to post
Share on other sites
udlexx
26 минут назад, torque сказал:

Можно автора книги в студию, пожалуйста

С.П. Фадеев "Расчеты деталей машин", не знаю найдете ли в нете, у меня печатный вариант 1964 года.

Но вообще подойдет любая книга или метода (даже универская) по дет машу, в этой просто конкретные примеры есть.

Link to post
Share on other sites
Jesse
2 часа назад, MotorManiac сказал:

В оболочках по-моему должна быть функция моделирования швов

не наблюдал такой функции..

 

1 час назад, ДОБРЯК сказал:

Вы в одном предложении предлагаете забыть про напряжения

ну да, забыть про напряжения в мкэ в моделируемом сварном шве. Ибо сингулярности и другие няшности мешают.
Вы бы как делали, ну - ка скажите?) Как решали б эту задачу?

  • Нравится 2
Link to post
Share on other sites
Jesse
2 минуты назад, статист сказал:

да ) я то думаю при чём тут конкретно оболочки оболочки.
з.ы.: ни разу не возникала необходимость юзать эту фичу. Забугорные коды...

Link to post
Share on other sites
статист
17 минут назад, Jesse сказал:

да ) я то думаю при чём тут конкретно оболочки оболочки.
з.ы.: ни разу не возникала необходимость юзать эту фичу. Забугорные коды...

да то же самое, что bonded контакт, только с возможностью вывести в результатах расчет сварных швов по определенной методике.

 

Link to post
Share on other sites
ДОБРЯК
50 минут назад, Jesse сказал:

ну да, забыть про напряжения в мкэ в моделируемом сварном шве. Ибо сингулярности и другие няшности мешают.
Вы бы как делали, ну - ка скажите?) Как решали б эту задачу?

Эти сингулярности пока только у вас в голове. Это вы где-то в хелпе прочитали что в данной задаче будут сингулярности...

А сингулярностей в вычислении сил не будет?:biggrin:

@Jesse ну это уже понятно что новый дешевый бесконечный сериал...

6 часов назад, torque сказал:

 

  Скрыть содержимое

1.png

Моделировать такой сварной шов оболочками. 

Вычислять какие-то силы и пересчитывать в напряжения. И тогда не будет сингулярностей, которых боится и про которые говорит каждый серьезный расчетчик в МКЭ...:biggrin:

Бесконечные страшилки про сингулярности в МКЭ.:biggrin:

Link to post
Share on other sites
AlexArt

@torque , чтобы решать такую задачу в МКЭ, технология, контроль качества и конечный шов должен соответствовать какому-либо серьезному нормативному документу.

Очевидно, что у вас на производстве нет такого и вы не будете этого делать.

Следовательно, вам просто нужно проведение испытаний ваших изделий. Точка. Все остальное цирк, бумажки и понты.

  • Нравится 3
Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.



  • Сообщения

    • Graf Kim
      Обратись для начала к хелпу больших пакетов.
    • metchik
      А можно их выложить здесь в теме и не просить каждому?
    • Роман Грозный
      Прикол, если делать круговую разгрузку Угловым снятием - на развертке это не будет окружность, просто кривая, радиус не измеришь. А если триммированием - на развертке окружность, ну правильно, ведь в этом случае работаешь в режиме развертки
    • Krasnoborod
    • an_rushin
    • Jesse
      никак руки не доходили о сравнении метода Ланцоша и метода итераций подпространств при определении собственных частот применительно к конкретным задачам. Из очевидного пока что ясно, прямой метод Ланцоша, как правило, более шустрый, но "капризный": более требовательный к сетке, не поддерживает связи балочных и оболочечных КЭ (SW Simulation), реже даёт результат (опция "отсечение частоты" иногда помогает). Итерационный метод подпространств более надёжный, но ооочень долгий, особенно когда запрашиваешь большое кол-во частот в большой сборке, где частоты получаются сильно сгруппированными друг отн-но друга.   То есть вывод пока что простой: исп-ть в лоб метод Ланцоша. Не работает - переходи на итерационный и терпи. Но быть может в каких то случаях тот или иной способ погрешность сильную даёт? Или итерационный выгоднее, к примеру, в большой сборке на грубой сетке с отн-но искажёнными КЭ, когда запрошено большое кол-во СЧ? Мб в сети методичка какая найдётся об исп-и данных методов именно в прикладном смысле, на разных задачках/конструкциях, где что выгоднее и т.п. и т.д.? беглый гуглинг плодов не дал  
    • Metal_Cutter
    • ДОБРЯК
      Зато с вами весело... Это же КВН, а не динамика и прочность. Я позволю себе небольшую грубость. Если нужно то это сообщение можно удалить. Вы это знали еще сидя на горшке...  Естественно я ничего не знаю и не умею по сравнению с вашими знаниями великого математика. Что вы постоянно пытаетесь доказать себе? Что вы все знаете и все умеете. То вы доказываете что моменты инерции тела не нужно учитывать. Что они учитываются дважды. Это было неделю назад. В этой теме доказывали что жесткость = 0, а прогиб это точное аналитическое решение. Потом стали доказывать что если объемный КЭ интегрировать с одной точкой по толщине то это будет аналог мембраны.  Вы даже уже не понимаете когда смеются над вашими знаниями и вашим опытом моделирования. Вы же никогда не решали эту задачу. Тонкие мембраны. Тонкие ткани. Это отдельный класс задач.  И эта интересная ваша форма поведения на форуме. А вот докажите мне что вы это знаете. А я это знал еще в школе или в студенчестве. А вы этого не знаете до сих пор.   Я вам пять раз сказал что если жесткость = 0, то и перемещение = 0. А вы устроили цирк чтобы было весело.    
    • Роман Грозный
      "Отобразить прорезь" убрано, "Обработка углов" ничего не меняет
    • vad0000
      Хорошо, а Вы сможете произвести гиб на 1-й странице output? Я хочу посмотреть фото страницы, когда Вы нажимаете педаль для 2-го гиба.
×
×
  • Create New...