鑄鋼節(jié)點環(huán)形對接焊縫殘余應力分析.pdf

1、鑄鋼節(jié)點與普通鋼管的連接方式主要是焊接，焊接產(chǎn)生的殘余應力通?？蛇_到屈服強度，會嚴重影響結構的疲勞強度。近些年來，國內(nèi)外學者對環(huán)形對接焊縫的焊接殘余應力已做出了一些研究，但研究對象主要針對的是薄壁、等厚的管線鋼管或不銹鋼管道的環(huán)焊縫，研究結果集中在殘余應力分布方面，缺少參數(shù)化分析，而鑄鋼圓管與普通圓管焊接時兩者壁厚一般不等，這種情況研究較少。
　　本文在熱-彈塑性理論的基礎上，以環(huán)形對接焊縫連接的G20Mn5鑄鋼圓管和Q345普通

2、圓管為分析對象。選擇內(nèi)生熱率熱源模型模擬焊接熱輸入，利用生死單元技術模擬焊接填充過程。選取Q345普通圓管的徑厚比d/t、G20Mn5鑄鋼圓管與Q345圓管的壁厚比T/t以及Q345圓管的壁厚t為分析參數(shù)，分析得出了構件內(nèi)、外表面沿其長度、圓周方向的焊接殘余應力分布。同時，指出了不同分析參數(shù)對殘余應力的影響，并提出了可供工程參考的殘余應力的范圍。
　　通過以上分析，得出下列結論:
　　(1)對于鑄鋼節(jié)點環(huán)形對接焊縫多層焊接的

3、有限元模擬，內(nèi)生熱率熱源模型比雙橢球熱源模型更為適合。
　　(2)在焊縫金屬區(qū)，隨d/t的增加，構件內(nèi)、外表面沿其長度方向的殘余壓應力增大，內(nèi)表面沿其圓周方向的殘余拉應力增大而外表面沿該方向的殘余拉應力無明顯變化;隨T/t的增加，構件內(nèi)表面沿其長度方向的殘余壓應力增大而外表面沿該方向的殘余壓應力減小，內(nèi)、外表面沿其圓周方向的殘余拉應力無明顯變化;隨t的增加，構件內(nèi)表面沿其長度方向的殘余壓應力增大且外表面沿該方向的殘余拉應力也增大，

4、構件內(nèi)表面沿其圓周方向的殘余拉應力減小而外表面沿該方向的殘余拉應力增大。
　　(3)當d/t、T/t及t的取值均在常用范圍之內(nèi)時，構件內(nèi)表面沿其長度方向的殘余應力最大值為壓應力，最大值范圍:87.5～150N/mm2;構件外表面沿其長度方向的殘余應力最大值為拉應力，最大值范圍:115～155N/mm2;構件外表面沿其圓周方向的殘余應力最大值為拉應力，最大值范圍:205～245N/mm2;構件內(nèi)表面沿其圓周方向的殘余壓應力最大值范圍