焊接殘余應力對空間KX型圓管相貫節(jié)點極限承載力的影響.pdf

1、KX型圓管相貫節(jié)點越來越多地出現在各式各樣的大跨度空間桁架結構中，由于節(jié)點的焊縫比較多，在焊接過程中，不可避免地會產生較大的焊接殘余應力。焊接殘余應力在某些情況下甚至會達到材料的屈服極限，導致節(jié)點的承載力下降，使結構的安全性降低。鋼結構設計規(guī)范對空間 KX型節(jié)點的承載力公式未作出明確規(guī)定，并且，以往對KX型節(jié)點極限承載力的研究未考慮焊接殘余應力的影響。因此，為了更好地了解KX型節(jié)點的受力性能，本文研究了焊接殘余應力對空間KX型圓管相貫節(jié)

2、點極限承載力的影響。
　　本文利用ANSYS軟件對KX型節(jié)點的焊接過程進行模擬與分析，重點研究了焊接溫度場、焊接應力場和焊接殘余應力對節(jié)點極限承載力影響三個方面的問題。通過ANSYS軟件的生死單元技術成功模擬了焊接金屬的填充過程，得到了焊接溫度場的分布規(guī)律。然后，對有限元模型定義邊界約束，并將溫度荷載施加到模型中，從而得到了焊接應力場的變化情況。最后，對考慮殘余應力與不考慮殘余應力的KX型節(jié)點分別施加荷載，得到節(jié)點的極限承載力，再

3、通過二者相互比較，研究焊接殘余應力對KX型節(jié)點極限承載力的影響。
　　本文共選取了26個KX型節(jié)點模型進行對比分析，研究內容如下：
　?、俣x節(jié)點的單元類型與材料屬性，建立有限元模型，通過自由與映射相結合的方式劃分網格，利用生死單元技術施加焊接熱源，并選取合適的荷載子步與時間步長，計算焊接溫度場并分析溫度場的分布規(guī)律；
　?、趯?jié)點施加邊界約束，并將熱分析中求出的節(jié)點溫度作為載荷施加到模型中，計算焊接應力場并分析應力場

4、的分布規(guī)律；
　?、塾嬎鉑X型節(jié)點隨主管徑厚比γ、支管與主管管徑比β及主管與支管軸線夾角θ變化的等效殘余應力，得出幾何參數對節(jié)點焊接殘余應力的影響規(guī)律；
　?、茉?X支管受壓和受拉兩種情況下，分別計算考慮殘余應力與不考慮殘余應力的KX型節(jié)點K支管的極限承載力，并分析殘余應力隨參數γ、β、θ的變化對K支管極限承載力的影響；
　?、萦嬎鉑X型節(jié)點X支管在考慮殘余應力與不考慮殘余應力下的極限承載力，研究殘余應力隨參數γ、β、