K型圓管相貫節(jié)點焊接殘余應(yīng)力分析.pdf

1、平面K型節(jié)點在鋼管桁架結(jié)構(gòu)中應(yīng)用很多，節(jié)點的受力性能分析是鋼管桁架設(shè)計的主要內(nèi)容之一。鋼管桁架節(jié)點通常采用相貫焊接方式連接。由于焊接過程會產(chǎn)生很高的溫度，導(dǎo)致相貫節(jié)點上產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力。受殘余應(yīng)力的影響，節(jié)點的安全性能降低。以往關(guān)于平面節(jié)點和空間節(jié)點的承載力分析方法大多都忽略了殘余應(yīng)力的影響。因此，為了得到更為準(zhǔn)確的節(jié)點受力分析，有必要對焊接殘余應(yīng)力進(jìn)行分析，本文將對K型圓管相貫節(jié)點的殘余應(yīng)力進(jìn)行分析。
　　 本文選取K型圓管

2、相貫節(jié)點進(jìn)行數(shù)值模擬和分析。利用有限元軟件ANSYS提供的生死單元技術(shù)進(jìn)行焊接過程的模擬。通過生死單元實現(xiàn)焊接溫度場逐漸施加和焊接金屬逐漸填充的過程。本文計算的K型節(jié)點的兩條相貫焊縫總共分為24個時間段進(jìn)行焊接加熱。通過有限元數(shù)值方法求解得到了焊接溫度場和應(yīng)力場的結(jié)果。對焊接應(yīng)力場求解模型加載，求得節(jié)點承載力，得出殘余應(yīng)力對K型圓管相貫節(jié)點承載力的影響。
　　 本文進(jìn)行的主要工作如下：
　　 ①K型節(jié)點有限元模型的建立，

3、包括單元選擇、網(wǎng)格的合理劃分、考慮材料的物理性能和力學(xué)性能隨溫度的變化；
　　 ②對焊接溫度場結(jié)果分析，比較不同時間和不同位置溫度的變化情況，得出焊接溫度場影響范圍和分布的趨勢；
　　 ③對焊接應(yīng)力場結(jié)果分析，分析節(jié)點幾何參數(shù)對應(yīng)力場分布的影響以及應(yīng)力場在焊接過程的變化規(guī)律和最終殘余應(yīng)力的分布規(guī)律；
　　 ④通過對包含與不包含焊接殘余應(yīng)力的有限元模型加載，采用位移加載方式，得出了不同參數(shù)的K型節(jié)點(共24個)的荷