考慮焊接殘余應(yīng)力的鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)地震作用下應(yīng)力場(chǎng)分析.pdf

1、鋼結(jié)構(gòu)是現(xiàn)在工程結(jié)構(gòu)中一種常用的形式,其節(jié)點(diǎn)主要是以焊接連接為主,節(jié)點(diǎn)局部構(gòu)造復(fù)雜,處于復(fù)雜的空間受力狀態(tài)。據(jù)研究表明,殘余應(yīng)力是一種內(nèi)部自相平衡的力系,當(dāng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受外荷載特別是長(zhǎng)期承受動(dòng)力循環(huán)載荷時(shí),外荷載引起的應(yīng)力將與殘余應(yīng)力相疊加,使結(jié)構(gòu)構(gòu)件某些部位提前達(dá)到屈服強(qiáng)度,并產(chǎn)生塑性變形,會(huì)嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的承載能力,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的安全性能下降甚至引起結(jié)構(gòu)的倒塌破壞。為了保證焊接結(jié)構(gòu)的安全可靠,準(zhǔn)確的對(duì)殘余應(yīng)力進(jìn)行受力分析是十分重要的課題。<

2、br>　　 目前實(shí)際工程中的焊接過(guò)程十分復(fù)雜,影響殘余應(yīng)力大小的因素很多,還受諸多條件的限制,所以無(wú)法采用試驗(yàn)的方法準(zhǔn)確的測(cè)定其焊接殘余應(yīng)力。因此,本文采用有限元數(shù)值模擬分析焊接節(jié)點(diǎn)的殘余應(yīng)力,運(yùn)用ANSYS有限元分析軟件,基于熱彈塑性力學(xué)理論,采用ANSYS軟件的熱—結(jié)構(gòu)耦合功能,改變單元屬性和生死單元,對(duì)梁柱焊接節(jié)點(diǎn)處的焊縫的焊接過(guò)程成功的實(shí)現(xiàn)三維動(dòng)態(tài)模擬,最后通過(guò)后處理,得出不同時(shí)刻的溫度場(chǎng)和最終的應(yīng)力場(chǎng),焊接殘余應(yīng)力的最大值接

3、近甚至超過(guò)了材料的屈服強(qiáng)度。同時(shí),由于焊縫采用的是坡口焊縫,其端部有幾何突變,該處存在較大的應(yīng)力集中,該節(jié)點(diǎn)處的殘余應(yīng)力值較大。
　　 本文首次進(jìn)行了鋼框架整體結(jié)構(gòu)在地震作用下的動(dòng)力響應(yīng)分析,獲取了結(jié)構(gòu)的整體上的位移和應(yīng)力響應(yīng);第二,對(duì)進(jìn)一步進(jìn)行局部精細(xì)分析的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行切割,提取之前在整體結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)上分析得出的內(nèi)力和位移邊界條件;第三,建立局部節(jié)點(diǎn)的三維實(shí)體有限元模型,對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行焊接溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)動(dòng)態(tài)模擬,得出節(jié)點(diǎn)上的焊接殘余應(yīng)