(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210629657.9 (22)申请日 2022.06.06 (71)申请人 中车唐山机车 车辆有限公司 地址 063035 河北省唐山市丰润区厂前路3 号 (72)发明人 许保磊　宫高霞　姚明哲　王顺　 赵文平　李影　王赵美　郭会生　 王远霏　刘书密　罗超　 (74)专利代理 机构 北京新知远方知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11397 专利代理师 张露薇　易杨 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 焊缝强度评估方法、 装置、 计算机设备及存 储介质 (57)摘要 本申请涉及焊接领域， 具体涉及一种焊缝强 度评估方法、 装置、 计算机设备及存储介质， 所述 方法包括： 获取针对待评估焊缝的有限元分析数 据； 基于所述对应母材的应力及角焊缝的焊喉尺 寸或未焊透坡口焊缝的熔深， 计算所述待评估焊 缝承受的第一正应力、 待评估焊缝因弯矩承受的 第二正应力及待评估焊缝承受的切应力； 基于所 述第一正应力、 第二正应力和切应力， 评估所述 角焊缝或未焊透坡口焊缝的强度是否合格。 考虑 了角焊缝的焊喉尺寸或未焊透坡口焊缝的熔深， 且综合角焊缝或未焊透坡口焊缝所承受的第一 正应力、 切应力和因弯矩承受的第二正应力， 能 够与焊缝的实际结构、 受力状态更加符合， 以此 得出角焊缝或未焊 透坡口焊缝的结果更加准确。 权利要求书4页 说明书10页 附图6页 CN 115221749 A 2022.10.21 CN 115221749 A 1.一种焊缝强度评估方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 获取针对待评估焊缝的有限元分析数据； 其中， 所述有限元分析数据包括待评估焊缝 对应母材的应力， 所述待评估焊缝包括角焊缝或未焊透坡口焊缝； 基于所述对应母材的应力及角焊缝的焊喉尺寸或未焊透坡口焊缝的熔深， 计算所述待 评估焊缝承受的第一正应力、 待评估焊缝 因弯矩承受的第二正应力及待评估焊缝承受的切 应力； 基于所述第一正应力、 第二正应力和切应力， 评估所述角焊缝或未焊透坡口焊缝的强 度是否合格。 2.如权利要求1所述的焊缝强度评估方法， 其特征在于， 以平行于焊缝长度方向为X方 向、 壳单元法向为Y方向及垂 直于所述焊缝长度方向、 壳单元法向为Z方向， 对有限元模型建 立三维坐标系， 所述对应母 材的应力包括壳单元顶层 Z向正应力、 壳单元底层 Z向正应力； 所 述计算所述待评估焊缝承受的第一 正应力包括： 确定所述角焊缝对应母材中厚度更薄的母材； 获取所述厚度更薄的母材的第一板厚； 基于所述壳单元顶层Z向正应力、 壳单元底层Z向正应力、 第一板厚及焊喉尺寸， 计算所 述角焊缝承受的第一 正应力； 或获取所述未焊透坡口焊缝对应母材整体的第二板厚； 基于所述壳单元顶层Z向正应力、 壳单元底层Z向正应力、 第二板厚及熔深， 计算所述未 焊透坡口焊缝承受的第一 正应力。 3.如权利要求2所述的焊缝强度评估方法， 其特征在于， 计算所述待评估焊缝承受 的第 一正应力具体为： 通过第一数 学模型计算所述待评估焊缝承受的第一 正应力， 所述第一数 学模型包括： Aw＝α *tw， 式中， 所述fn表示角焊缝或未焊透坡口焊缝承受的第一正应力， 所述P表示单位长度上 角焊缝中厚度更薄的母材或未焊透坡口焊缝 中母材整体承受的载荷， 所述Aw表示单位长度 的角焊缝或未焊透坡口焊缝的承载面积， 所述St表示壳单元顶层Z向正应力， 所述Sb表示壳 单元底层Z向正应力， 所述tb表示第一板厚或第 二板厚， 所述tw表示焊喉尺寸或熔深， 所述α 表示焊接面数。 4.如权利要求2所述的焊缝强度评估方法， 其特征在于， 所述计算所述待评估焊缝因弯 矩承受的第二 正应力包括： 确定所述角焊缝对应母材中厚度更薄的母材； 获取所述厚度更薄的母材的第一板厚； 基于所述壳单元顶层Z向正应力、 壳单元底层Z向正应力、 第一板厚及焊喉尺寸， 计算所 述角焊缝因弯 矩承受的第二 正应力； 或获取所述未焊透坡口焊缝对应母材整体的第二板厚；权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115221749 A 2基于所述壳单元顶层Z向正应力、 壳单元底层Z向正应力、 第二板厚及熔深， 计算所述未 焊透坡口焊缝因弯 矩承受的第二 正应力。 5.如权利要求4所述的焊缝强度评估方法， 其特征在于， 计算所述待评估焊缝因弯矩承 受的第二 正应力具体为： 通过第二数学模型计算所述待评估焊缝因弯矩承受 的第二正应力， 所述第 二数学模型 包括： 式中， 所述M表示单位长度上角焊缝中厚度更薄的母材或未焊透坡口焊缝中母材整体 承受的弯矩， 所述fb表示角焊缝或未焊透坡口焊缝因弯矩承受的第二正应力， 所述St表示壳 单元顶层Z向正应力， 所述Sb表示壳单元底层Z向正应力， 所述tb表示第一板厚或第 二板厚， 所述Sw表示截面 抗弯系数， 所述tw表示焊喉尺寸或熔深， 所述θ表示补偿系数。 6.如权利要求2所述的焊缝强度评估方法， 其特征在于， 所述对应母材的应力包括壳单 元顶层YZ面切应力、 壳单元顶层XZ面切 应力， 壳单元底层YZ面切 应力和壳单元底层XZ面切 应力； 所述计算所述待评估焊缝承受的切应力包括： 确定所述角焊缝对应母材中厚度更薄的母材； 获取所述厚度更薄的母材的第一板厚； 基于所述壳单元顶层YZ面切应力、 壳单元顶层XZ面切应力、 壳单元底层YZ面切应力和 壳单元底层XZ面切应力、 第一板厚及焊喉尺寸， 计算所述角焊缝承受的切应力； 或获取所述未焊透坡口焊缝对应母材整体的第二板厚； 基于所述壳单元顶层YZ面切应力、 壳单元顶层XZ面切应力、 壳单元底层YZ面切应力和 壳单元底层XZ面切应力、 第二板厚及熔深， 计算所述未焊透坡口焊缝承受的切应力。 7.如权利要求6所述的焊缝强度评估方法， 其特征在于， 计算所述待评估焊缝承受 的切 应力， 具体为： 通过第三数 学模型计算得到待评估焊缝承受的切应力， 所述第三数 学模型包括： V＝T×tb， Aw＝α *tw， 权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115221749 A 3