Cálculos de tamanho de solda (Padrão Americano)

O software calcula o tamanho da solda e o tamanho da garganta de solda em todos os nós da malha na aresta de interseção da peça terminada, com base no procedimento descrito a seguir.

1. Estabeleça o Sistema de coordenadas da junta de solda (WJC, weld joint coordinate) local em cada nó.
2. Determine a espessura do material de base, t_b, como a espessura da casca da peça terminada.
3. Determine a área da solda, A_w, por unidade de comprimento:
   • Soldas de um lado (SS): A_w = t_w, onde t_w é a garganta da solda
   • Soldas de dois lados (DS): A_w = 2 × t_w
4. Determine o módulo de seção da solda, S_w, por unidade de comprimento:
   • Soldas de filete DS: S_w = t_w x t_b
   • Soldas de ranhura DS: S_w = (4 / 3) × (t_w ³ / t_b) – 2 × t_w ² + t_w × t_b
   • Soldas de filete ou de ranhura SS: S_w = t_w ² / 6
5. Calcule os componentes de força e o momento, com base no sistema WJC local, em cada nó da aresta de interseção da peça terminada. Para soldas DS, divida essas forças por 2 (os cálculos são por unidade de comprimento da solda, e não por unidade de comprimento da junta de solda).
   • F_s = Força de cisalhamento ao longo do eixo local U_s.
   • F_w = Força de cisalhamento ao longo do eixo local U_w.

   • F_j = Força normal ao longo do eixo local U_j. Valores positivos de F_j indicam que a face superior da casca terminada está sob compressão.

   • M_w = Momento de curvatura nodal em relação ao eixo de solda local U_w. Valores positivos de M_w indicam que a face superior da casca terminada está sob contração.

6. Calcule o comprimento nodal L_n para cada nó como a soma da metade da distância até cada nó adjacente.

   

7. Calcule os componentes de tensão por unidade de comprimento, com base no comprimento nodal de cada nó:
   • 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. Calcule a tensão resultante por unidade de comprimento na solda, f_solda:
   • f_solda = sqrt ( f_s ² + f_w ² + f_j ²)
9. Gere a solução para a garganta de solda necessária, t_w, para cada nó na aresta de interseção da peça terminada configurando f_solda = f_permitido, onde f_permitido é a resistência de cisalhamento aceitável do eletrodo.
   A resistência de cisalhamento aceitável para o material do eletrodo é calculado da seguinte maneira: Resistência de cisalhamento máxima / fator de segurança. Projetos de engenharia governados por códigos específicos precisam seguir os padrões e os valores mínimos estipulados.
10. Calcule o tamanho da solda, s, em cada nó na aresta de interseção da peça terminada:
    • Soldas de ranhura SS ou DS: s = t_w
    • Soldas de filete 45^° SS ou DS: s = sqrt(2) × t_w