用有限元法分析焊接引起的鋼結(jié)構(gòu)變形.pdf

1、焊接變形是鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)安裝過(guò)程中不可避免的問(wèn)題，且焊接變形對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量會(huì)有一定的危害性。隨著鋼結(jié)構(gòu)在建筑領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，建筑鋼結(jié)構(gòu)的焊接變形問(wèn)題日益突出。對(duì)焊接變形的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)是有效控制焊接變形的關(guān)鍵。雖然目前對(duì)焊接變形預(yù)測(cè)方法的研究已取得很大進(jìn)展，但是現(xiàn)有研究成果主要著眼于機(jī)械制造領(lǐng)域，在具有較高分析預(yù)測(cè)精度的同時(shí)也對(duì)計(jì)算條件、計(jì)算成本、技術(shù)人員知識(shí)水平等方面提出了較高要求?，F(xiàn)有焊接變形預(yù)測(cè)方法的特點(diǎn)使其無(wú)法廣泛應(yīng)用于建筑鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域。<

2、br>　　 本文提出一種適合建筑鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的，簡(jiǎn)單、高效、易于使用的分析鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的有限元方法。該法根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的形成特點(diǎn)與本質(zhì)，將建筑鋼結(jié)構(gòu)的整個(gè)焊接及溫度變化過(guò)程簡(jiǎn)化分解為多個(gè)分步狀態(tài)的疊加；采用簡(jiǎn)單的溫度函數(shù)，通過(guò)引入溫度荷載的概念將焊接過(guò)程中單元的溫度變化轉(zhuǎn)化為單元等效節(jié)點(diǎn)荷載進(jìn)行考慮，以避免復(fù)雜、不易掌握的熱力學(xué)、熱傳導(dǎo)計(jì)算；采用具有列式簡(jiǎn)單、精度高、適應(yīng)性強(qiáng)、收斂性好等優(yōu)點(diǎn)的新型優(yōu)質(zhì)有限元單元作為分析工具，以保證

3、分析精度；對(duì)所采用的新型有限元單元的溫度荷載公式以及考慮溫度荷載后的單元基本方程、內(nèi)力計(jì)算公式進(jìn)行推導(dǎo)，以便分析使用。
　　 在完成用有限元法分析建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的理論方法后，本課題利用Fortran90語(yǔ)言編制相應(yīng)的有限元計(jì)算程序，以達(dá)到可以利用本法解決工程實(shí)際問(wèn)題的目的。結(jié)合具體算例，將本方法的分析結(jié)果和SAP2000的分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果表明本法是正確的、可用的。
　　 最后，通過(guò)本法對(duì)一個(gè)具體焊接算例在不同焊