溶接サイズ計算(米国規格)(Weld Size Calculations (American Standard))

ソフトウェアは次の手順に基づいて終端部品の交差しているエッジ上ですべてのメッシュノードのために溶接サイズと溶接のど厚サイズを計算します。

1. それぞれのノードで、ローカル溶接継手座標系(Weld Joint Coordinate System) (WJC)を作成します。
2. 終端部品のシェル厚みとしてベース材料の厚み t_b を決定します。　
3. 単位長さあたりの溶接面積 A_w を決定します:

   
   

   • 片面-片面溶接(SS): A_w = t_w, ここで t_w は溶接のど厚です
   • 両面溶接 (DS): A_w = 2 × t_w

4. 単位長さあたりの溶接断面係数 A_w を決定します:

   
   

   • 両面すみ肉溶接: S_w = t_w x t_b
   • 両面開先溶接: S_w = (4 / 3) × (t_w³ / t_b) – 2 × t_w² + t_w × t_b
   • 片面-片面すみ肉/開先溶接: S_w = t_w² / 6

5. 終端部品の交差しているエッジ上にそれぞれのノードのローカルな 溶接継手座標系(WJC)に基づいて力の成分とモーメントを計算します。 両面溶接 (DS)では、これらの力を2で割ります（計算は溶接の単位長さ当たりであり、溶接継手の単位長さ当たりではありません)。

   
   

   • F_s = ローカルな U_s 軸に沿うせん断力です。
   • F_w = ローカルな U_w 軸に沿うせん断力です。

   • F_j = ローカルな U_j 軸に沿う垂直力です。 正の F_j 値は、終端シェルの上面が圧縮にあることを示します。

   • M_w = ローカルな溶接軸 Ｕ_w についての 節点曲げモーメントです。 正の M_w 値は、終端シェルの上面が引張りにあることを示します。

6. それぞれの節点のために、節点長さ L_n がそれぞれの隣接した節点への距離の半分の合計であると計算します。

   

7. それぞれの節点の節点長さに基づいて応力成分の単位当たりの長さを計算します：

   
   

   • 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. 溶接上で、単位長さ当たりの結果の応力 f_weld を計算します:

   
   

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

9. f_weld = f_allowable(ここで、f_allowable は電極の許容強度) を設定することにより、終端部品の交差しているエッジ上でそれぞれの節点で必要な溶接のど厚、t_wを計算します。

   電極材料のための許容せん断強度は次で計算されます： 極限引張強 / 安全率 特定コードによって管理されたエンジニアリング プロジェクトは、最小限度とその中に明記された規格を確実に支持しなくてはなりません。

10. 終端部品の交差しているエッジ上でそれぞれのノードにおける溶接サイズ s を計算します:

    
    

    • 片面/両面 開先溶接: s = t_w
    • 片面/両面 45^° すみ肉溶接: s = sqrt(2) × t_w