橋鋼厚板焊接殘余應(yīng)力數(shù)值模擬及試驗(yàn)研究.pdf

1、目前，在工廠(chǎng)制造的橋梁鋼結(jié)構(gòu)一般采用焊接作為構(gòu)件的連接方式，現(xiàn)場(chǎng)拼裝也逐漸從栓焊向全焊連接發(fā)展，因此，焊接殘余應(yīng)力日益成為影響鋼橋構(gòu)件力學(xué)性能和使用壽命的突出因素。相較于薄板，鋼橋焊接結(jié)構(gòu)中材料板厚通常較大，焊接殘余應(yīng)力分布更為復(fù)雜，不宜忽略厚度方向的殘余應(yīng)力以及殘余應(yīng)力在厚度方向上的變化情況。針對(duì)這一問(wèn)題，本文以45mm厚度的Q345qD對(duì)接焊鋼板為對(duì)象，運(yùn)用數(shù)值模擬和試驗(yàn)測(cè)量相結(jié)合的方法，對(duì)橋梁用結(jié)構(gòu)鋼厚板焊接殘余應(yīng)力的分布規(guī)律進(jìn)行

2、了研究，主要工作如下:
　　(1)簡(jiǎn)要介紹了我國(guó)焊接鋼橋的發(fā)展和厚板在鋼橋建設(shè)中的應(yīng)用情況，并說(shuō)明焊接鋼橋的疲勞和厚板層狀撕裂兩個(gè)典型問(wèn)題都與焊接殘余應(yīng)力密切相關(guān);分別概括了焊接殘余應(yīng)力的定義、產(chǎn)生、分類(lèi)以及對(duì)結(jié)構(gòu)的影響，并從基礎(chǔ)理論、數(shù)值模擬技術(shù)和測(cè)量方法三個(gè)方面總結(jié)了焊接殘余應(yīng)力相關(guān)問(wèn)題的研究進(jìn)展。
　　(2)系統(tǒng)地論述了有限元方法在焊接溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)分析中的應(yīng)用，有針對(duì)性地介紹了焊接傳熱基本形式、焊接溫度場(chǎng)有限元基本方

3、程和熱彈塑性方法等相關(guān)的基礎(chǔ)分析理論。
　　(3)基于有限元軟件ANSYS，對(duì)厚板焊接溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行了三維實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)分析。其中，利用前處理軟件HYPERMESH建立了試件的有限元模型，詳細(xì)闡述了在軟件中實(shí)現(xiàn)多層多道焊焊接數(shù)值模擬的過(guò)程。通過(guò)有限元計(jì)算，得到了焊接過(guò)程中試件溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)的分布和變化規(guī)律，并最終得到了焊接殘余應(yīng)力在厚板上的分布情況。
　　(4)采用盲孔法和逐層銑削法分別對(duì)厚板表層和內(nèi)部縱向殘余應(yīng)力進(jìn)行了測(cè)量，