“Y”型圓管焊縫交叉相貫節(jié)點的試驗研究.pdf

1、鋼管結構構造簡潔，造型優(yōu)美，是許多大空間、大跨度建筑如體育館、地鐵站、機場航站樓、展覽館、大型工業(yè)廠房的首選結構形式，在這些鋼管結構中不可避免的會出現焊縫交叉的相貫節(jié)點。焊縫交叉部位由于多次施焊，焊接區(qū)反復受熱，將產生較大的焊接殘余應力，特別是若焊縫區(qū)域存在三向同號應力場時，結構受力后，由于節(jié)點材料的塑性變形發(fā)展受到限制，將增加材料的脆斷傾向，甚至使節(jié)點產生脆性破壞。而且在交叉焊縫及其附近主體金屬的殘余應力通常會達到鋼材的屈服點，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，更沒有專門針對圓管焊縫交叉相貫節(jié)點的試驗研究，也沒有相關資料可供參考，因此，研究“Y”型圓管焊縫交叉相貫節(jié)點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，初步得到節(jié)點區(qū)域應力、變形的分布情況和變化規(guī)律以及節(jié)點的極限承載力，然后進行三個試件的模型試驗。主要的研究內容及結論如下：
　　 ①通過有限元建模，分析節(jié)點

3、的Mise應力云圖與塑性區(qū)擴展過程以及破壞模式；采用弧長法，算出了節(jié)點的荷載—支管軸向位移曲線，依據失效準則，得出節(jié)點的極限承載力。
　　 ②采用超聲波探傷儀對節(jié)點區(qū)域對接環(huán)焊縫進行跟蹤檢測，以了解焊縫內部缺陷受力后的發(fā)展過程；通過檢測可知，對接焊縫受豎向靜壓力影響較小。
　　 ③在節(jié)點區(qū)域適當位置布置應變測點，以了解節(jié)點區(qū)域應力應變分布情況和變化規(guī)律；根據實測數據結合有限元分析，得出節(jié)點區(qū)域殘余應力的分布曲線；結果表明