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摘要:本文件规定了焊接残余应力有限元计算的基本原则、建模方法、材料特性输入、边界条件设定、载荷施加及结果分析的要求。本文件适用于采用有限元方法对焊接结构中的残余应力进行数值模拟和分析。
Title:Guidelines for Finite Element Calculation of Welding Residual Stress
中国标准分类号:J81
国际标准分类号:25.160
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拓展解读
TCSTM 00825-2023《焊接残余应力有限元计算导则》相较于之前的版本,在有限元建模细节和计算流程上进行了优化。其中,关于网格划分精度的要求是新旧版本差异的重要体现之一。
在老版本中,对网格划分的描述较为笼统,仅提出需要保证模型几何形状准确。而TCSTM 00825-2023明确要求:对于厚度方向,单元尺寸不应超过母材板厚的1/10;在热影响区及焊缝区域,至少应包含两个单元。这一变化旨在确保计算结果更加贴近实际工况。
以某压力容器环缝为例,若母材板厚为20mm,则该部位的单元最大尺寸应控制在2mm以内,并且热影响区宽度约为6mm时,至少需要布置3个单元。这种细化规定有助于提高计算效率同时保证精度,避免因网格过粗导致的计算误差。
此外,在实际应用过程中还应注意以下几点:首先,不同材料属性需正确赋予相应单元;其次,边界条件设定要符合实际情况;最后,还需通过敏感性分析验证网格独立性,即当网格进一步加密时,主要应力值变化幅度应在可接受范围内。这些措施能够有效提升焊接残余应力有限元计算结果的可靠性。