[发明专利]基于ANSYS平台的焊缝疲劳寿命评估方法

摘要

本发明公开了一种基于ANSYS平台的焊缝疲劳寿命评估方法，包括以下步骤构建焊缝疲劳寿命评估平台；与ANSYS软件进行数据交换；焊缝疲劳评估前处理；调用TCL/Tk数据库管理系统；评估焊缝疲劳寿命。本发明充分发挥了ANSYS的优势，结合主S‑N曲线法，实现了对焊接结构的抗疲劳性能评估的程序化，编制了WSF软件。TCL/Tk有着良好的界面开发功能，可以实现良好的人机交互功能；TCL/Tk与ANSYS有着良好的参数接口，可以以参数为载体实现数据互传；结构应力法有着网格不敏感性、主S‑N曲线选取一致性等优点。将三者结合实现的焊缝结构抗疲劳性能评估程序WSF将国外先进技术引进为工程实际可应用的工具。

主权项

基于ANSYS平台的焊缝疲劳寿命评估方法，其特征在于：包括以下步骤：A、构建基于ANSYS的焊缝疲劳寿命评估平台基于ANSYS软件，使用APDL语言编制疲劳寿命计算程序，使用Tcl/Tk语言编制界面程序，构建基于ANSYS的焊缝疲劳寿命评估平台WSF，WSF为Weld Structure Fatigue的简称；B、与ANSYS软件进行数据交换在ANSYS软件中点击“焊缝疲劳评估”菜单启动WSF程序界面；WSF程序界面由TCL/Tk编制功能模块，所述的功能模块包括焊缝疲劳评估前处理模块、焊缝疲劳寿命计算模块和焊缝疲劳寿命评估数据后处理模块；WSF程序界面通过ans_sendcommand发送APDL命令给ANSYS软件，ans_getvalue从ANSYS数据库获取参数数据，ans_getvector命令从ANSYS数据库获取向量数据；C、焊缝疲劳评估前处理C1、获取焊线信息：分为手工输入和自动读取两种方法；手工输入时，在焊线单元对话框中逐个输入单元号、节点号；自动读取需要有限元模型中预先设定好相应单元组、节点组，程序提示输入焊线单元、节点，用户选取相应组，自动定义焊线；C2、导入/导出焊线数据：在外部文本文件中获取焊线信息后，通过导入功能导入焊线数据，导出焊线信息为单独文件；C3、编辑焊线单元、节点，实现焊线编辑更新功能，删除、查找焊线；C4、输入焊线起始节点，在ANSYS软件中选取与节点相关的单元，判定焊线方向，自动寻找相邻节点，实现焊线节点、单元自动排序，减小前处理工作量；C5、给定初始裂纹长度和失效厚度，实现数据导入/保存功能；D、计算焊缝疲劳寿命在WSF界面下，在焊缝前处理基础上，计算不同焊线结构应力和等效结构应力，用户选取或输入载荷谱后，进行疲劳寿命评估，计算焊线疲劳损伤或循环次数；E、调用TCL/Tk数据库管理系统WSF包含疲劳计算常用的TCL/Tk数据库管理系统，打开载荷谱管理系统界面进行以下操作：点击“打开数据库”，打开现有货车、客车载荷谱数据；点击“导入数据库”，将外部载荷谱导入当前数据库；点击“创建新库”，手工输入载荷谱数据，添加一个新的载荷谱数据到数据库；点击“分解载荷谱”，按要求分解当前载荷谱数据库为多个子数据库保存；点击“增加”，增加当前数据库数据；点击“修改”，修改当前数据库数据；点击“删除”，删除当前数据库数据；点击“查询”，按一定条件进行组合查询；点击“ToExcell”“ToText”，转换当前载荷谱数据为Excell表或txt文本文档；点击“数据汇总”，汇总数据，最大最小、循环次数等；点击“打印”，实现数据打印；F、评估焊缝疲劳寿命基于等效结构应力进行焊线疲劳寿命计算，利用焊缝疲劳寿命评估数据后处理模块进行数据导入和数据导出，显示曲线图、柱状图、饼图或云图，与Excell表格进行数据交换。