[发明专利]相同材料的焊接母材的焊点的热影响区宽度的计算方法

权利要求书

1.一种相同材料的焊接母材的焊点的热影响区宽度的计算方法，所述焊点包括焊核和热影响区，其特征在于，包括以下步骤：

S1：选取一组相同材料的焊接母材，其中每个所述焊接母材的厚度不同；并且，

对一组所述焊接母材进行焊接处理，以获得多个焊点；

S2：获取每个所述焊点的模型参数，其中，所述模型参数包括焊接母材的厚度、所述焊点的热影响区的拉伸强度极限、所述焊核的直径；并且，

对每个所述焊点进行拉剪试验，根据所述拉剪试验的结果获取每个所述焊点的切向拉力及法向拉力；

S3：获取每个所述焊点的平面应力参数，其中，所述平面应力参数包括所述焊点的平面正应力、所述焊点的平面剪应力，并根据所述平面应力参数建立失效椭圆模型；

S4：根据每个所述焊点的模型参数、所述切向拉力、所述法向拉力、以及所述失效椭圆模型确定所述材料的焊接母材的焊点的初始热影响区宽度。

2.如权利要求1所述的相同材料的焊接母材的焊点的热影响区宽度的计算方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

S21：通过直接测量和/或通过剪力试验、以及拉伸试验的方法获取每个所述焊点对应的所述焊接母材的厚度；

S22：通过对所述焊接母材进行硬度测试获取每个所述焊点的热影响区的拉伸强度极限；

S23：根据工程经验确定焊核的直径与所述焊接母材的厚度的比例关系，并根据所述焊接母材的厚度获取每个所述焊点的所述焊核的直径；

S24：对每个所述焊点进行至少五个角度的剪力试验，获取每个角度下所述焊点的切向拉力，并且，

根据以下公式计算每个角度下所述焊点的切向拉力：

Ps＝pcosθ

其中，Ps为所述焊点的切向拉力；p为极限拉伸力；θ为所述拉剪试验的角度；

S35：对每个所述焊点进行至少五个角度的拉伸试验，获取每个角度下所述焊点的法向拉力，并且，

根据以下公式计算每个角度下所述焊点的法向拉力：

Pn＝psinθ

其中，Pn为所述焊点的法向拉力；p为极限拉伸力；θ为所述拉剪试验的角度。

3.如权利要求2所述的相同材料的焊接母材的焊点的热影响区宽度的计算方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

S31：获取每个所述焊点的三向应力莫尔圆模型，并根据各所述焊点的平面正应力、各所述焊点的平面剪应力、各所述焊点的三向应力莫尔圆模型获取各所述焊点在所述三向应力莫尔圆模型的三个方向的主应力；

S32：根据各所述焊点在所述三向应力莫尔圆模型的三个方向的主应力、材料力学的第四强度理论获取关于各所述焊点的热影响区的拉伸强度极限、各所述焊点的平面正应力、各所述焊点的平面剪应力的拉伸强度极限方程；

S33：获取各所述焊点在所述剪力试验时的平面正应力的分布，并根据各所述焊点的平面正应力的分布、各所述焊点的直径建立椭圆方程，并根据所述椭圆方程获取关于各所述焊点的切向拉力、各所述焊核的直径、所述初始热影响区宽度、各所述焊接母材的厚度对应的所述焊点的最大平面正应力方程；

S34：获取各所述焊点在双拉试验时的平面剪应力的分布，并根据各所述焊点的平面剪应力的分布、各所述焊点的直径、各所述焊接母材的厚度建立椭球方程，并根据所述椭球方程获取关于各所述焊点的法向拉力、各所述焊核的直径、各所述初始热影响区宽度、各所述焊接母材的厚度对应的所述焊点的最大平面剪应力方程；

S35：获取关于各所述焊点的最大平面正应力方程、各所述焊点的最大平面剪应力方程、所述拉伸强度极限方程的各所述焊点的失效椭圆模型；

并且，在所述步骤S3之后还包括：

对所述失效椭圆模型进行对数转换。

4.如权利要求3所述的相同材料的焊接母材的焊点的热影响区宽度的计算方法，其特征在于，在所述步骤S31中，各所述焊点在所述三向应力莫尔圆模型的三个方向的主应力方程为：

σ₂＝0

其中，σ₁，σ₂，σ₃分别是各所述焊点在所述三向应力莫尔圆模型的三个方向的主应力；σ为各所述焊点的平面正应力；τ为各所述焊点的平面剪应力。