T_CWAN 0131-2025 焊缝疲劳分析 等效结构应力法.docx

ICS25.160.01CCSJ33

团体标准

T/CWAN0131—2025

焊缝疲劳分析等效结构应力法

Weldfatigueanalysis-equivalentstructuralstressmethod

2025-03-19发布2025-04-01实施

中国焊接协会发布

I

T/CWAN0131—2025

目次

前言 II

1范围 1

2规范性引用文件 1

3术语和定义 1

4基本流程 2

5一般要求 2

6仿真模型建立规则 3

7焊缝疲劳寿命评估 10

8仿真分析报告 13

附录A（规范性）基于等效结构应力法的焊缝疲劳分析基本流程图 14

参考文献 15

II

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前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由中国焊接协会提出并归口。

本文件起草单位：江苏徐工工程机械研究有限公司、中国机械总院集团哈尔滨焊接研究所有限公司、洛阳船舶材料研究所（中国船舶集团有限公司第七二五研究所）、南昌航空大学、中国机械总院集团郑州机械研究所有限公司、中船双瑞（洛阳）特种装备股份有限公司、重庆科技大学、北部湾大学、合肥工业大学、中石化洛阳工程有限公司、重庆三峡学院。

本文件主要起草人：张贵芝、张立平、邹吉鹏、张洪国、黄瑞生、廖志谦、陈玉华、武鹏博、刘希林、秦建、尹立孟、曹浩、余巍、李德雨、路全彬、王金富、杨玉强、刘大双、张龙、方乃文、高乐。

1

T/CWAN0131—2025

焊缝疲劳分析等效结构应力法

1范围

本文件规定了基于等效结构应力法的焊缝疲劳分析的一般要求、仿真建模规则、求解器设置、仿真分析报告等内容。

本文件适用于基于主S-N曲线方法对焊接接头进行疲劳评估分析。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其必威体育精装版版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T31054机械产品计算机辅助工程有限元数值计算术语

GB/T33582机械产品结构有限元力学分析通用规则

T/CWAN0009焊接术语熔化焊

3术语和定义

GB/T31054、GB/T33582和T/CWAN0009界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1

疲劳fatigue

在反复应力作用下，产生一条或多条裂纹并逐渐扩展造成结构件的破坏。

3.2

焊缝疲劳失效模式weldfatiguefailuremode

焊缝疲劳失效有焊趾开裂、焊喉开裂、焊根开裂、熔合区开裂四种失效模式。

注：焊缝疲劳失效模式示意图见图1。

图1焊缝疲劳失效模式

3.3

2

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结构应力structuralstress

考虑结构不连续性效应而计算得到的构件应力，它包括膜应力和弯曲应力。

3.4

S-N曲线S-Ncurve

疲劳强度和循环次数（N）之间的数量关系。

3.5

主S-N曲线mainS-Ncurve

基于大量焊接接头疲劳试验和实际运营数据，拟合出的单一通用的主S-N曲线(等效结构应力-寿命曲线)。

4基本流程

附录A给出了基于等效结构应力法的焊缝疲劳分析流程，具体如下：

（1）指定具体待评点的位置；确定加载历史，加载历史应包括施加于构件的所有重要的载荷与事件；

（2）如果有对焊接接头中不同的疲劳评估点的动应力实测数据，则转到步骤（4）；

（3）如果没有动应力实测数据，进行有限元静强度分析，从计算结果中提取该部位的应力，结合载荷谱，换算获得各个疲劳评估点的应力范围谱；

（4）对疲劳评估点，利用循环计数法确定各个位置的应力应变循环次数，定义周期应力总循环次数为M。

（5）确定步骤(4)中已经得到的第k个循环开始和结束点上假设裂纹面法向的弹性膜应力和弯曲应力（开始点为mt，结束点为nt）。利用这些数据，计算起始点膜应力和弯曲应力的变化范围，计算最大应力、最小应力、应力变化范围、平均应力变化范围。

（6）计算第k个循环的弹性结构应力变化范围。

（7）计算第k个循环的等效结构应力变化范围。

（8）根据焊接接头疲劳曲线和得到