Er bestaan verschillende opties om lassen te benaderen in numerieke modellen. De grote vervormingen maken de mechanische analyse complexer en het is mogelijk om verschillende mesh-beschrijvingen, verschillende kinetische en kinematische variabelen en constitutieve modellen te gebruiken. Over het algemeen worden de verschillende soorten geometrische 2D- en 3D-modellen en daarmee eindige elementen met hun toepasbaarheid voor verschillende nauwkeurigheidsniveaus gebruikt. Het meest gebruikte materiaalmodel is het gebruikelijke plasticiteitsmodel op basis van het von Mises-vloeicriterium. Er worden twee benaderingen beschreven die voor lassen worden gebruikt. Restspanning en vervorming veroorzaakt door lassen worden niet verondersteld in het ontwerpmodel.
De belasting wordt overgedragen via kracht-vervormingsbeperkingen op basis van de Lagrangiaanse formulering op de tegenoverliggende plaat. De verbinding wordt multi-point constraint (MPC) genoemd en relateert de eindige-elementknooppunten van de ene plaatrand aan de andere. De eindige elementen knooppunten zijn niet direct verbonden. Het voordeel van deze aanpak is de mogelijkheid om EE_netten met verschillende dichtheden te verbinden. De constraint maakt het mogelijk om het middenlijnoppervlak van de verbonden platen te modelleren met de offset, waarbij de werkelijke lasconfiguratie en lasdikte worden gerespecteerd. De belastingsverdeling in de las wordt afgeleid van de MPC, dus de spanningen worden berekend in het keelgedeelte. Dit is belangrijk voor de spanningsverdeling in de plaat onder de las en voor het modelleren van T-stubs.
Plastische herverdeling van spanningen in lassen
Het model met alleen multi-point constraints houdt geen rekening met de stijfheid van de las en de spanningsverdeling is conservatief. Spanningspieken die verschijnen aan het einde van plaatranden, in hoeken en afrondingen, bepalen de weerstand over de gehele lengte van de las. Om dit effect te elimineren, wordt tussen de platen een speciaal elastoplastisch element toegevoegd. Het element respecteert de dikte, positie en oriëntatie van de lasnaad. Het equivalente laslichaam wordt ingevoegd met de bijbehorende lasafmetingen. De niet-lineaire materiaalanalyse wordt toegepast en het elastoplastische gedrag in een gelijkwaardige lasmassa wordt bepaald. De plasticiteitstoestand wordt geregeld door spanningen in de lasdoorsnede. De spanningspieken worden herverdeeld over het langere deel van de laslengte.
Het elastoplastische model van lassen geeft echte spanningswaarden en het is niet nodig om de spanning te middelen of te interpoleren. Berekende waarden bij het meest belaste laselement worden direct gebruikt voor controles van de las. Op deze manier is het niet nodig om de weerstand van multi-oriented lassen, lassen aan niet-verstijfde flenzen of lange lassen te verminderen.
Constraint tussen laselement en netknooppunten
Algemene lassen kunnen, terwijl ze plastische herverdeling gebruiken, worden ingesteld als continu, gedeeltelijk en onderbroken. Doorlopende lassen zijn over de gehele lengte van de rand, gedeeltelijk stelt de gebruiker in staat om offsets van beide kanten van de rand in te stellen, en onderbroken lassen kunnen bovendien worden ingesteld met een ingestelde lengte en een opening.