“Y”型圓管焊縫交叉相貫節(jié)點(diǎn)的試驗(yàn)研究.pdf

1、鋼管結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡(jiǎn)潔，造型優(yōu)美，是許多大空間、大跨度建筑如體育館、地鐵站、機(jī)場(chǎng)航站樓、展覽館、大型工業(yè)廠房的首選結(jié)構(gòu)形式，在這些鋼管結(jié)構(gòu)中不可避免的會(huì)出現(xiàn)焊縫交叉的相貫節(jié)點(diǎn)。焊縫交叉部位由于多次施焊，焊接區(qū)反復(fù)受熱，將產(chǎn)生較大的焊接殘余應(yīng)力，特別是若焊縫區(qū)域存在三向同號(hào)應(yīng)力場(chǎng)時(shí)，結(jié)構(gòu)受力后，由于節(jié)點(diǎn)材料的塑性變形發(fā)展受到限制，將增加材料的脆斷傾向，甚至使節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生脆性破壞。而且在交叉焊縫及其附近主體金屬的殘余應(yīng)力通常會(huì)達(dá)到鋼材的屈服點(diǎn)，此部位

2、也正是形成和發(fā)展疲勞裂紋最為敏感的區(qū)域。以往相貫焊縫的研究尚不多，更沒有專門針對(duì)圓管焊縫交叉相貫節(jié)點(diǎn)的試驗(yàn)研究，也沒有相關(guān)資料可供參考，因此，研究“Y”型圓管焊縫交叉相貫節(jié)點(diǎn)的變形和受力性能是十分必要的。
　　 本文先通過有限元軟件ANSYS模擬“Y”型圓管相貫節(jié)點(diǎn)，初步得到節(jié)點(diǎn)區(qū)域應(yīng)力、變形的分布情況和變化規(guī)律以及節(jié)點(diǎn)的極限承載力，然后進(jìn)行三個(gè)試件的模型試驗(yàn)。主要的研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下：
　　 ①通過有限元建模，分析節(jié)點(diǎn)

3、的Mise應(yīng)力云圖與塑性區(qū)擴(kuò)展過程以及破壞模式；采用弧長(zhǎng)法，算出了節(jié)點(diǎn)的荷載—支管軸向位移曲線，依據(jù)失效準(zhǔn)則，得出節(jié)點(diǎn)的極限承載力。
　　 ②采用超聲波探傷儀對(duì)節(jié)點(diǎn)區(qū)域?qū)迎h(huán)焊縫進(jìn)行跟蹤檢測(cè)，以了解焊縫內(nèi)部缺陷受力后的發(fā)展過程；通過檢測(cè)可知，對(duì)接焊縫受豎向靜壓力影響較小。
　　 ③在節(jié)點(diǎn)區(qū)域適當(dāng)位置布置應(yīng)變測(cè)點(diǎn)，以了解節(jié)點(diǎn)區(qū)域應(yīng)力應(yīng)變分布情況和變化規(guī)律；根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)合有限元分析，得出節(jié)點(diǎn)區(qū)域殘余應(yīng)力的分布曲線；結(jié)果表明