用有限元法分析焊接引起的鋼結構變形.pdf

1、焊接變形是鋼結構生產安裝過程中不可避免的問題，且焊接變形對鋼結構的質量會有一定的危害性。隨著鋼結構在建筑領域的廣泛應用，建筑鋼結構的焊接變形問題日益突出。對焊接變形的準確預測是有效控制焊接變形的關鍵。雖然目前對焊接變形預測方法的研究已取得很大進展，但是現有研究成果主要著眼于機械制造領域，在具有較高分析預測精度的同時也對計算條件、計算成本、技術人員知識水平等方面提出了較高要求?，F有焊接變形預測方法的特點使其無法廣泛應用于建筑鋼結構領域。<

2、br>　　 本文提出一種適合建筑鋼結構領域的，簡單、高效、易于使用的分析鋼結構焊接變形的有限元方法。該法根據鋼結構焊接變形的形成特點與本質，將建筑鋼結構的整個焊接及溫度變化過程簡化分解為多個分步狀態(tài)的疊加；采用簡單的溫度函數，通過引入溫度荷載的概念將焊接過程中單元的溫度變化轉化為單元等效節(jié)點荷載進行考慮，以避免復雜、不易掌握的熱力學、熱傳導計算；采用具有列式簡單、精度高、適應性強、收斂性好等優(yōu)點的新型優(yōu)質有限元單元作為分析工具，以保證

3、分析精度；對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、內力計算公式進行推導，以便分析使用。
　　 在完成用有限元法分析建筑鋼結構焊接變形的理論方法后，本課題利用Fortran90語言編制相應的有限元計算程序，以達到可以利用本法解決工程實際問題的目的。結合具體算例，將本方法的分析結果和SAP2000的分析結果進行對比，結果表明本法是正確的、可用的。
　　 最后，通過本法對一個具體焊接算例在不同焊