鋼橋焊接細節(jié)殘余應力分析及疲勞性能評估.pdf

1、伴隨著我國橋梁建設的發(fā)展，鋼結構橋梁的比重在不斷的增大，出現了大量的焊接細節(jié)。我國焊接疲勞設計起步相對較晚，沒有完善的焊接細節(jié)的疲勞設計標準。若對結構焊接細節(jié)設計不當，會出現鋼橋焊接細節(jié)的疲勞裂紋，甚至造成嚴重的事故。
　　焊接是一個涉及物理、化學、力學的復雜過程，焊接加熱冷卻之后結構內部會存在復雜的殘余應力。焊接節(jié)點傳力過程中的應力集中，焊接節(jié)點焊接過程引起的初始缺陷及使結構呈現受拉狀態(tài)的焊接殘余應力是導致焊接節(jié)點疲勞性能顯著降

2、低的直接原因。反復荷載作用下，為準確描述焊接節(jié)點實際應力場狀態(tài)，需要首先對焊接殘余應力進行數值模擬，再疊加不同荷載幅引起的結構工作應力幅。焊接殘余應力的準確模擬對焊接節(jié)點疲勞性能研究具有重要意義。
　　本文利用ANSYS程序對對接、T字形、U肋與頂板三種典型焊接細節(jié)的焊接殘余應力進行了數值模擬，并對焊接接頭危險點位進行了疲勞性能的分析，論文工作有以下幾方面:
　　1根據高溫條件下Q345的物理和力學參數，確定焊接熱源模型、焊

3、接過程的參數，實現了焊縫熱源的移動加載，得出了三種接頭準確的焊接過程溫度場。編寫了不同焊接接頭焊接過程數值模擬的APDL命令。
　　2通過溫度場和應力場的間接耦合調用三種接頭溫度場的計算結果，計算出殘余應力的分布。對于U肋與頂板接頭，等效殘余應力隨頂板厚度的增加而增加，起弧和滅弧的局部，殘余應力略高于屈服強度。
　　3根據歐洲規(guī)范中三種接頭名義應力加載計算出三種接頭的實際應力，并選取應力集中較為嚴重的部位作為危險點。通過該點