焊接大小计算（美国标准）

软件按照以下过程为终止零件的交叉边线上的所有网格节点计算焊缝大小和焊喉大小。

1. 在每个节点建立局部焊接接点坐标系 (WJC)。
2. 确定基体材料厚度 t_b，作为终止零件的壳体厚度。
3. 确定每单位长度的焊接面积 A_w：

   
   

   • 单边 (SS) 焊接：A_w = t_w，其中 t_w 为焊喉
   • 双边 (DS) 焊接： A_w = 2 × t_w

4. 确定每单位长度的焊接剖面模量 S_w：

   
   

   • DS 圆角焊接： S_w = t_w x t_b
   • DS 坡口焊接：S_w = (4 / 3) × (t_w³ / t_b) – 2 × t_w² + t_w × t_b
   • SS 圆角或坡口焊接： S_w = t_w² / 6

5. 根据终止零件的交叉边线上每个节点的局部 WJC 系统，计算力分量和力矩。对于 DS 焊接，将这些力除以 2（计算使用的是焊接的每个单位长度，而不是焊接接点的每个单位长度）。

   
   

   • F_s = 沿局部 U_s 轴的抗剪力。
   • F_w = 沿局部 U_w 轴的抗剪力。

   • F_j = 沿局部 U_j 轴的法向力。F_j 值为正表示终止壳体的顶面处于压缩状态。

   • M_w = 相对于局部焊接轴 U_w 施加的节折弯动量。M_w 值为正表示终止壳体的顶面处于牵引状态。

6. 计算每个节点的节长度 L_n（等于距每个相邻节点的距离的一半的总和）。

   

7. 根据每个节点的节长度计算每个单位长度的应力分量：

   
   

   • f_s = (F_s / L_n) / A_w
   • f_w = (F_w / L_n) / A_w
   • f_j = (F_j / L_n) / A_w + ((M_w / L_n) / S_w)

8. 计算焊缝上每个单位长度的合成应力 f_weld：

   
   

   • f_weld = sqrt ( f_s ² + f_w ² + f_j ²)

9. 通过设定 f_weld = f_allowable（其中，f_allowable 是焊条可允许的抗剪强度），针对终止零件的交叉边线上的每个节点，求解所需的焊喉 t_w。

   焊条可允许的抗剪强度计算为：终极抗剪强度 / 安全系数。由特定代码支配的工程项目必须遵守此处规定的最低条件和标准。

10. 计算终止零件交叉边线上每个节点处的焊缝大小 s：

    
    

    • SS 或 DS 坡口焊接： s = t_w
    • SS 或 DS 45^° 圆角焊接：s = sqrt(2) × t_w