Có một số phương án để xử lý mối hàn trong các mô hình số. Biến dạng lớn làm cho phân tích cơ học trở nên phức tạp hơn, và có thể sử dụng các mô tả lưới khác nhau, các biến động học và vận động học khác nhau, cũng như các mô hình cấu thành. Các loại mô hình hình học 2D và 3D khác nhau và do đó các phần tử hữu hạn với khả năng áp dụng cho các mức độ chính xác khác nhau thường được sử dụng. Mô hình vật liệu được sử dụng phổ biến nhất là mô hình dẻo độc lập với tốc độ biến dạng dựa trên tiêu chí chảy von Mises. Hai phương pháp được sử dụng cho mối hàn được mô tả dưới đây. Ứng suất dư và biến dạng do hàn không được giả định trong mô hình thiết kế.
Tải trọng được truyền qua các ràng buộc lực - biến dạng dựa trên công thức Lagrange đến tấm đối diện. Liên kết được gọi là ràng buộc đa điểm (MPC) và liên hệ các nút phần tử hữu hạn của một cạnh tấm với cạnh tấm khác. Các nút phần tử hữu hạn không được kết nối trực tiếp. Ưu điểm của phương pháp này là khả năng kết nối các lưới với mật độ khác nhau. Ràng buộc cho phép mô hình hóa bề mặt đường trung tâm của các tấm được kết nối với độ lệch, phản ánh cấu hình mối hàn thực tế và chiều dày cổ hàn. Phân bố tải trọng trong mối hàn được suy ra từ MPC, do đó ứng suất được tính toán tại tiết diện cổ hàn. Điều này quan trọng đối với phân bố ứng suất trong tấm bên dưới mối hàn và để mô hình hóa các T-stub.
Phân phối lại ứng suất dẻo trong mối hàn
Mô hình chỉ sử dụng ràng buộc đa điểm không phản ánh độ cứng của mối hàn, và phân bố ứng suất mang tính bảo thủ. Các đỉnh ứng suất xuất hiện ở cuối các cạnh tấm, tại các góc và đường cong, chi phối sức kháng dọc theo toàn bộ chiều dài mối hàn. Để loại bỏ ảnh hưởng này, một phần tử đàn hồi - dẻo đặc biệt được thêm vào giữa các tấm. Phần tử này phản ánh chiều dày cổ hàn, vị trí và hướng của mối hàn. Khối hàn tương đương được chèn vào với các kích thước mối hàn tương ứng. Phân tích vật liệu phi tuyến được áp dụng, và ứng xử đàn hồi - dẻo trong khối hàn tương đương được xác định. Trạng thái dẻo được kiểm soát bởi ứng suất tại tiết diện cổ hàn. Các đỉnh ứng suất được phân phối lại dọc theo phần dài hơn của chiều dài mối hàn.
Mô hình đàn hồi - dẻo của mối hàn cho giá trị ứng suất thực tế, và không cần phải lấy trung bình hoặc nội suy ứng suất. Các giá trị tính toán tại phần tử mối hàn chịu ứng suất lớn nhất được sử dụng trực tiếp để kiểm tra tiêu chuẩn thành phần mối hàn. Theo cách này, không cần giảm sức kháng của mối hàn đa hướng, mối hàn vào cánh không có sườn tăng cứng, hoặc mối hàn dài.
Ràng buộc giữa phần tử mối hàn và các nút lưới
Mối hàn tổng quát, khi sử dụng phân phối lại dẻo, có thể được đặt là liên tục, một phần và gián đoạn. Mối hàn liên tục trải dài toàn bộ chiều dài cạnh, mối hàn một phần cho phép người dùng đặt khoảng cách lùi từ cả hai phía của cạnh, và mối hàn gián đoạn có thể được đặt thêm với chiều dài và khoảng hở xác định.