Berechnungen der Schweißnahtgröße (Amerikanische Norm)

Die Software berechnet die Schweißnahtgröße und die Schweißnahtdicke für alle Netzknoten auf der schneidenden Kante des abgeschlossenen Teils nach folgendem Verfahren.

1. Einrichten des lokalen Koordinatensystems für Schweißnahtverbindungen an jedem Knoten.
2. Bestimmen der Ausgangsmaterialdicke, t_b, als Schalendicke des abgeschlossenen Teils.
3. Bestimmen des Schweißbereichs, A_w, nach Längeneinheit:
   • Einseitige Schweißnähte: A_w = t_w, wobei t_w die Schweißnahtdicke ist
   • Doppelseitige Schweißnähte: A_w = 2 × t_w
4. Bestimmen des Widerstandsmoments der Schweißnaht, S_w, nach Längeneinheit:
   • Doppelseitige Kehlnähte: S_w = t_w x t_b
   • Doppelseitige Fugennähte: S_w = (4 / 3) × (t_w ³ / t_b) – 2 × t_w ² + t_w × t_b
   • Einseitige Kehl- oder Fugennähte: S_w = t_w ² / 6
5. Berechnen von Kraftkomponenten und Moment auf Grundlage des lokalen Koordinatensystems für Schweißnahtverbindungen für jeden Knoten auf der schneidenden Kante des abgeschlossenen Teils. Bei doppelseitigen Schweißnähten werden diese Kräfte durch 2 dividiert (die Berechnungen basieren auf der Längeneinheit der Schweißnaht, nicht auf der Längeneinheit der Schweißnahtverbindung).
   • F_s = Schubkraft entlang der lokalen Achse U_s.
   • F_w = Schubkraft entlang der lokalen Achse U_w.

   • F_j = Normalkraft entlang der lokalen Achse U_j. Positive Werte für F_j bedeuten, dass die obere Fläche der abgeschlossenen Schale einer Kompression ausgesetzt ist.

   • M_w = Biegemoment am Knoten um die lokale Schweißachse U_w. Positive Werte für M_w bedeuten, dass die obere Fläche der abgeschlossenen Schale einer Traktion ausgesetzt ist.

6. Berechnen der Knotenlänge, L_n, für jeden Knoten als Summe des halben Abstands zu jedem angrenzenden Knoten.

   

7. Berechnen der Spannungskomponenten pro Längeneinheit auf Grundlage der Knotenlänge für jeden Knoten:
   • 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. Berechnen der resultierenden Spannung pro Längeneinheit der Schweißnaht, f_weld:
   • f_weld = sqrt ( f_s ² + f_w ² + f_j ²)
9. Lösen für die erforderliche Schweißnahtdicke, t_w, für jeden Knoten auf der schneidenden Kante des abgeschlossenen Teils durch Festlegen von f_weld = f_allowable, wobei f_allowable die zulässige Schubfestigkeit der Elektrode ist.
   Die zulässige Schubfestigkeit für das Elektrodenmaterial wird berechnet als: Maximale Schubfestigkeit / Faktor der Sicherheitsverteilung. Engineering-Projekte müssen den spezifischen Codes und den Mindeststandards und Normen entsprechen.
10. Berechnen der Schweißnahtgröße, s, an jedem Knoten auf der schneidenden Kante des abgeschlossenen Teils:
    • Einseitige oder doppelseitige Fugennähte: s = t_w
    • Einseitige oder doppelseitige Kehlnähte mit 45^°: s = sqrt(2) × t_w