鑄鋼節(jié)點(diǎn)環(huán)形對(duì)接焊縫殘余應(yīng)力分析.pdf

1、鑄鋼節(jié)點(diǎn)與普通鋼管的連接方式主要是焊接，焊接產(chǎn)生的殘余應(yīng)力通?？蛇_(dá)到屈服強(qiáng)度，會(huì)嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度。近些年來，國內(nèi)外學(xué)者對(duì)環(huán)形對(duì)接焊縫的焊接殘余應(yīng)力已做出了一些研究，但研究對(duì)象主要針對(duì)的是薄壁、等厚的管線鋼管或不銹鋼管道的環(huán)焊縫，研究結(jié)果集中在殘余應(yīng)力分布方面，缺少參數(shù)化分析，而鑄鋼圓管與普通圓管焊接時(shí)兩者壁厚一般不等，這種情況研究較少。
　　本文在熱-彈塑性理論的基礎(chǔ)上，以環(huán)形對(duì)接焊縫連接的G20Mn5鑄鋼圓管和Q345普通

2、圓管為分析對(duì)象。選擇內(nèi)生熱率熱源模型模擬焊接熱輸入，利用生死單元技術(shù)模擬焊接填充過程。選取Q345普通圓管的徑厚比d/t、G20Mn5鑄鋼圓管與Q345圓管的壁厚比T/t以及Q345圓管的壁厚t為分析參數(shù)，分析得出了構(gòu)件內(nèi)、外表面沿其長度、圓周方向的焊接殘余應(yīng)力分布。同時(shí)，指出了不同分析參數(shù)對(duì)殘余應(yīng)力的影響，并提出了可供工程參考的殘余應(yīng)力的范圍。
　　通過以上分析，得出下列結(jié)論:
　　(1)對(duì)于鑄鋼節(jié)點(diǎn)環(huán)形對(duì)接焊縫多層焊接的

3、有限元模擬，內(nèi)生熱率熱源模型比雙橢球熱源模型更為適合。
　　(2)在焊縫金屬區(qū)，隨d/t的增加，構(gòu)件內(nèi)、外表面沿其長度方向的殘余壓應(yīng)力增大，內(nèi)表面沿其圓周方向的殘余拉應(yīng)力增大而外表面沿該方向的殘余拉應(yīng)力無明顯變化;隨T/t的增加，構(gòu)件內(nèi)表面沿其長度方向的殘余壓應(yīng)力增大而外表面沿該方向的殘余壓應(yīng)力減小，內(nèi)、外表面沿其圓周方向的殘余拉應(yīng)力無明顯變化;隨t的增加，構(gòu)件內(nèi)表面沿其長度方向的殘余壓應(yīng)力增大且外表面沿該方向的殘余拉應(yīng)力也增大，

4、構(gòu)件內(nèi)表面沿其圓周方向的殘余拉應(yīng)力減小而外表面沿該方向的殘余拉應(yīng)力增大。
　　(3)當(dāng)d/t、T/t及t的取值均在常用范圍之內(nèi)時(shí)，構(gòu)件內(nèi)表面沿其長度方向的殘余應(yīng)力最大值為壓應(yīng)力，最大值范圍:87.5～150N/mm2;構(gòu)件外表面沿其長度方向的殘余應(yīng)力最大值為拉應(yīng)力，最大值范圍:115～155N/mm2;構(gòu)件外表面沿其圓周方向的殘余應(yīng)力最大值為拉應(yīng)力，最大值范圍:205～245N/mm2;構(gòu)件內(nèi)表面沿其圓周方向的殘余壓應(yīng)力最大值范圍