基于熱點應力法的鑄鋼節(jié)點環(huán)形對接焊縫的疲勞性能研究.pdf

1、鑄鋼節(jié)點作為一種預制的整體澆鑄節(jié)點形式，相比于普通的焊接節(jié)點，有著突出的特點，包括較大的節(jié)點設(shè)計自由度，更合理的應力分布，以及更方便的施工焊接等。其最大優(yōu)勢在于提升了結(jié)構(gòu)的抗疲勞性能，因而得到工程領(lǐng)域日漸廣泛的應用，特別是在疲勞破壞威脅顯著的海洋工程結(jié)構(gòu)、橋梁結(jié)構(gòu)和高聳結(jié)構(gòu)中。
　　正因為鑄鋼節(jié)點往往需要面對頻繁的疲勞荷載，疲勞破壞也成為了其破壞的一種主要形式。然而目前關(guān)于這方面的深入研究還不多，進而能關(guān)注對鑄鋼節(jié)點的疲勞行為起控

2、制作用的環(huán)形對接焊縫的疲勞性能研究就更少了。本文以此為出發(fā)點，研究包含國內(nèi)常用焊縫細節(jié)的鑄鋼節(jié)點疲勞壽命的評估方法。
　　本文首先詳絀分析了S-N曲線法中的名義應力法和表面外推熱點應力法，明確了后者更具有優(yōu)勢，更適合用于焊接結(jié)構(gòu)的疲勞分析。然后介紹了國內(nèi)常用的五種鑄鋼節(jié)點焊縫細節(jié)，并進行了有限元建模及分析，確認所有焊縫細節(jié)的應力值最大點均位于焊根處。同時，討論了不同細節(jié)模型的合理長度及局部網(wǎng)格細化規(guī)律。
　　基于國際通用的熱

3、點應力法和鑄鋼節(jié)點的有限元分析結(jié)果，本文推導了適用于計算焊根熱點應力值的表面外推法和直接計算法。通過比較分析，發(fā)現(xiàn)焊趾外推法不能用于計算焊根熱點應力。并且表面外推法和直接計算法各有利弊，前者結(jié)果更真實，后者結(jié)果更穩(wěn)定?？紤]到焊縫細節(jié)可能出現(xiàn)的變化，本文還進行了相應的參數(shù)分析。討論得到在相同邊界條件和加載情況下，所有類型焊縫的焊根熱點應力值均隨著鋼管壁厚和構(gòu)件半徑的減小而增加，并且?guī)缀醪浑S著墊板與焊縫間間隙大小的變化而改變。
　　最