鑄鋼節(jié)點環(huán)形對接焊縫疲勞性能分析.pdf

1、近年來，鑄鋼節(jié)點在建筑工程、橋梁工程和海洋工程中的大型復雜項目中得到了廣泛應用。由于鑄鋼節(jié)點壁厚大于連接桿件，在其與結(jié)構(gòu)連接的厚度方向存在形狀的突變，這將引起焊縫附近的應力集中，降低結(jié)構(gòu)的抗疲勞性能。目前現(xiàn)行有關的規(guī)程或標準針對鑄鋼節(jié)點與主體結(jié)構(gòu)連接處焊縫的疲勞問題沒有明確的設計規(guī)定。
　　 針對鑄鋼節(jié)點環(huán)形對接焊縫的疲勞性能，本文進行了相應的理論分析。本文采用國際通用的熱點應力表面外推法對軸力荷載作用下的鑄鋼節(jié)點的環(huán)形對接焊縫

2、的抗疲勞性能進行了理論研究，得出了精細有限元單元尺寸劃分的建議，確定了針對不同焊接細節(jié)的熱點應力位置，揭示了影響熱點處應力的主要影響因素，并得到了這些影響因素對熱點應力集中系數(shù)的影響規(guī)律；經(jīng)過回歸分析，建立了可供實際工程參考的熱點應力集中系數(shù)的計算方法。另外，本文采用高斯移動熱源法對不同焊接細節(jié)的焊縫進行了焊接殘余應力分析，揭示了焊接殘余應力沿焊趾和焊根的分布形狀。斷裂力學方法是研究結(jié)構(gòu)疲勞性能的新方法，J-積分是研究裂紋擴展速率的重要

3、參數(shù)，本文選用半圓形裂紋，對鑄鋼節(jié)點環(huán)形對接焊縫在線彈性狀態(tài)下的J-積分的影響規(guī)律進行了參數(shù)化研究，確定了針對不同焊接細節(jié)的J-積分值的變化規(guī)律。
　　 分析結(jié)果表明：熱點應力與厚度t關系不大，隨著ln(d/t)的增大熱點應力呈線性增加，隨著T/t的增加，熱點應力先增大后減小，壁厚比T/t在2.0至2.5范圍內(nèi)時節(jié)點的疲勞性能較好；焊趾處存在較大的焊接殘余拉應力，降低節(jié)點的疲勞性能；J-積分法獲得的幾何參數(shù)對不同焊接細節(jié)的節(jié)點疲