技术摘要：
本发明涉及焊接技术领域，尤其涉及焊缝等级评估方法及评估系统。本发明所述的焊缝等级评估方法包括：根据第一标准获取焊缝的强度评估结果；根据所述强度评估结果，结合第二标准划分出若干个所述焊缝的应力评估区域，并将所有的所述应力评估区域叠加，以获取所述焊缝的  全部
背景技术：
焊缝是指利用焊接热源的高温，将焊条和接缝处的金属熔化连接而在焊件上形成 的缝。在焊缝金属冷却后即将两个焊件连接成整体而构成焊接件。根据焊缝金属的形状和 焊件相互位置的不同，焊缝具体可分对接焊缝、角焊缝、塞焊缝和电铆焊等。而在焊件的焊 接方式和焊接件的接头形式的选择过程中，需要参考不同焊接件上焊缝的质量而做出对应 选择。根据相关标准要求，通过焊缝安全等级、焊缝性能等级以及焊缝检验等级对焊缝等级 进行评价。 目前，铁道车辆转向架构架及其焊接零部件的焊缝在初期方案设计阶段中，尚无 法精确地从虚拟仿真结果或台架及线路试验中获得各关键焊缝在相应标准载荷或实测载 荷谱下的应力承载等级，则无法根据英国标准EN  15085-3:2007(中文名称为轨道应用-轨 道车辆及其部件的焊接-第三部分：设计要求)中的要求确认焊缝安全等级、性能等级及检 验等级等，而是只能凭借以往经验来粗略判断上述构架中各个焊缝是否需要打磨以及是否 需要采用其它的相关工艺手段，这会导致常规焊缝不能进行精确设计，进一步导致新研发 结构的焊缝缺少焊接形式确认的依据。
技术实现要素：
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种焊 缝等级评估方法及评估系统，在构架的初期方案设计阶段中就可以精确并高效的实现对焊 缝的应力承载等级进行评估，从而减少人为干预情况的发生，避免焊缝等级评估的分析结 果因不同仿真人员和设计人员因个体区别而产生较大差异。 本发明还提出一种焊缝等级评估系统。 根据本发明第一方面实施例的焊缝等级评估方法，包括： 根据第一标准获取焊缝的强度评估结果； 根据所述强度评估结果，结合第二标准划分出若干个所述焊缝的应力评估区域， 并将所有的所述应力评估区域叠加，以获取所述焊缝的打磨区域和非打磨区域； 根据所述打磨区域和所述非打磨区域，确定所述焊缝的打磨状态以及对应的应力 承载等级。 根据本发明的一个实施例，所述根据第一标准获取焊缝的强度评估结果的步骤， 进一步包括： 根据所述第一标准，对所述焊缝进行有限元分析，以获取所述焊缝的平均应力和 动态应力幅； 根据所述焊缝的平均应力和动态应力幅，结合所述第一标准的疲劳极限评价规 则，对所述焊缝进行强度评估，以获得所述焊缝的强度评估结果。 6 CN 111553099 A 说　明　书 2/13 页 根据本发明的一个实施例，所述根据所述第一标准，对所述焊缝进行有限元分析， 以获取所述焊缝的平均应力和动态应力幅的步骤，进一步包括： 根据公式(1)获取所述焊缝的平均应力σm： 根据公式(2)获取所述焊缝的动态应力幅σa： 其中： σ1、σ2…σn表示所述焊缝的静载荷的计算应力，n为大于1的整数； σi表示所述焊缝的脉动载荷的计算应力。 根据本发明的一个实施例，所述根据所述焊缝的平均应力和动态应力幅，结合所 述第一标准的疲劳极限评价规则，对所述焊缝进行强度评估，以获得所述焊缝的强度评估 结果的步骤，进一步包括： 以所述第一标准中规定的焊缝疲劳极限图作为所述第一标准的疲劳极限评价规 则的评价基准进行评价 根据本发明的一个实施例，所述根据所述强度评估结果，结合第二标准划分出若 干个所述焊缝的应力评估区域，并将所有的所述应力评估区域叠加，以获取所述焊缝的打 磨区域和非打磨区域的步骤，进一步包括： 根据所述焊缝的平均应力和动态应力幅，结合所述第二标准的应力等级评价规 则，确定所述焊缝的各个应力承载状态与应力因子的对应关系； 根据所述焊缝的各个应力承载状态与应力因子的对应关系，通过古德曼方程划分 出若干个所述焊缝的应力评估区域； 将所有的所述应力评估区域叠加，以形成古德曼综合评估区域图，并在所述古德 曼综合评估区域图中确定打磨边界和非打磨边界； 根据所述古德曼综合评估区域图中的打磨边界和非打磨边界，获取所述焊缝的打 磨区域和非打磨区域。 根据本发明的一个实施例，所述应力承载状态包括高应力状态、中应力状态和低 应力状态； 所述高应力状态对应的应力因子S1满足：S1≥0.9； 所述中应力状态对应的应力因子S2满足：0.75≤S2＜0.9； 所述低应力状态对应的应力因子S3满足：S3＜0.75。 根据本发明的一个实施例，若干个所述焊缝的应力评估区域包括： 第一区域，其范围内的所述焊缝经打磨为高应力承载状态，所述第一区域的范围 满足： 7 CN 111553099 A 说　明　书 3/13 页 第二区域，其范围内的所述焊缝经打磨为中应力承载状态，所述第二区域的范围 满足： 第三区域，其范围内的所述焊缝经打磨为低应力承载状态，所述第三区域的范围 满足： 第四区域，其范围内的所述焊缝不经打磨为高应力承载状态，并且经打磨为高应 力承载状态，所述第四区域的范围满足： 第五区域，其范围内的所述焊缝不经打磨为高应力承载状态，并且经打磨为中应 力承载状态，所述第五区域的范围满足： 8 CN 111553099 A 说　明　书 4/13 页 第六区域，其范围内的所述焊缝不经打磨为高应力承载状态，并且经打磨为低应 力承载状态，所述第六区域的范围满足： 第七区域，其范围内的所述焊缝不经打磨为中应力承载状态，并且经打磨为中应 力承载状态，所述第七区域的范围满足： 第八区域，其范围内的所述焊缝不经打磨为中应力承载状态，并且经打磨为低应 力承载状态，所述第八区域的范围满足： 第九区域，其范围内的所述焊缝不经打磨为低应力承载状态，所述第九区域的范 围满足： 其中： σb表示所述焊缝对应材料的拉伸强度； σ0表示所述焊缝相对于材料屈服的容许应力； 9 CN 111553099 A 说　明　书 5/13 页 σw2表示所述焊缝不经打磨状态下的疲劳许用应力； σw3表示所述焊缝经打磨状态下的疲劳许用应力。 根据本发明的一个实施例，所述第一标准为铁路车辆-转向架-转向架构架设计通 则，所述第二标准为轨道应用-轨道车辆及其部件的焊接-第三部分：设计要求。 根据本发明的一个实施例，所述根据所述打磨区域和所述非打磨区域，确定所述 焊缝的打磨状态以及对应的应力承载等级的步骤之后，还包括： 根据所述焊缝的结构，结合所述第一标准和所述第二标准，确定所述焊缝的安全 等级； 根据所述焊缝的安全等级、打磨状态以及对应的应力承载等级，结合所述第二标 准，分别确定所述焊缝的焊接性能等级和检验等级； 根据所述焊缝的结构、安全等级、焊接性能等级和检验等级，确定所述焊缝的焊件 接头结构及焊接工艺过程。 根据本发明第二方面实施例的用于执行如上所述的焊缝等级评估方法的系统，包 括依次连接的强度评估模块、区域划分模块和应力评估模块； 所述强度评估模块，用于根据第一标准获取焊缝的强度评估结果； 所述区域划分模块，用于根据所述强度评估结果，结合第二标准划分出若干个所 述焊缝的应力评估区域，并将所有的所述应力评估区域叠加，以获取所述焊缝的打磨区域 和非打磨区域； 所述应力评估模块，用于根据所述打磨区域和所述非打磨区域，确定所述焊缝的 打磨状态以及对应的应力承载等级。 本发明实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一： 本发明所述的焊缝等级评估方法包括：根据第一标准获取焊缝的强度评估结果； 根据所述强度评估结果，结合第二标准划分出若干个所述焊缝的应力评估区域，并将所有 的所述应力评估区域叠加，以获取所述焊缝的打磨区域和非打磨区域；根据所述打磨区域 和所述非打磨区域，确定所述焊缝的打磨状态以及对应的应力承载等级。该方法将两种不 同评价标准相结合，可以在构架结构设计初期精确并高效的实现对焊缝的应力承载等级进 行评估，从而能在一定程度上判断并减少常规转向架焊接结构的焊缝打磨量，并对承载应 力较低的焊缝降低焊接性能等级及检验等级，能有效的控制生产成本，提高生产效率，符合 精益研发的理念。 进一步的，本发明所述的方法能够根据焊缝的强度评估结构，精确的提供焊缝在 打磨前后的应力承载等级，从而方便其根据焊接结构型式、可操作性及安全等级来确认当 前焊缝是否需要打磨、打磨前后的应力承载状态、以及焊缝的安全等级、焊接性能等级和检 验等级等，从而快速实现焊缝的设计评估，使得整个设计过程有据可循，减少了人为干预情 况的发生，避免了不同仿真人员及设计人员因个体差异而导致的分析结果不一。 本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变 得明显，或通过本发明的实践了解到。 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 10 CN 111553099 A 说　明　书 6/13 页 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。 图1是本发明实施例提供的焊缝等级评估方法的步骤框架图； 图2是本发明实施例提供的古德曼综合评估区域图； 图3是本发明实施例提供的焊缝等级评估方法的流程图；