波形腹板H形鋼梁的焊接殘余應(yīng)力對性能的影響.pdf

1、焊接是鋼結(jié)構(gòu)工程中連接的主要方式。隨著鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展，20世紀(jì)末以來在建筑行業(yè)中地應(yīng)用日益廣泛。然而在鋼材的焊接階段中，受到了材料相變、位移約束和溫度場的不均勻分布等各方面因素，導(dǎo)致在焊接結(jié)束后的焊件中出現(xiàn)了殘余應(yīng)力與變形，是影響焊接結(jié)構(gòu)裂紋萌生和擴(kuò)展、降低鋼材的各方面功能的關(guān)鍵因素。另外，雖然許多相關(guān)專業(yè)人員針對此問題進(jìn)行了焊接工藝的改良、設(shè)置加勁肋等有效措施，但是焊縫密集以及焊縫形狀復(fù)雜等所導(dǎo)致的焊接殘余應(yīng)力更需要受到研究人員的重視，

2、同時(shí)應(yīng)該對這種安全隱患所造成的危害進(jìn)行更深入的認(rèn)識。所以把焊接殘余應(yīng)力作為影響波形腹板H形鋼的受力性能的不利因素融入到其受力分析與設(shè)計(jì)中是有非常重要的意義的。
　　本文對相關(guān)文獻(xiàn)與研究成果進(jìn)行歸納總結(jié)，將波形鋼腹板設(shè)計(jì)理論與焊接熱學(xué)理論相結(jié)合，使用大型通用有限元軟件ANSYS熱-結(jié)構(gòu)耦合分析功能對波形腹板H形鋼梁的焊接殘余應(yīng)力進(jìn)行有限元模擬計(jì)算。得出波形鋼腹板梁的焊接殘余應(yīng)力以及變形的分布情況。并對其進(jìn)行了深入的分析。通過分析波形

3、腹板H形鋼梁的焊接殘余應(yīng)力分布情況，發(fā)現(xiàn)焊接過程的復(fù)雜性會(huì)干擾其殘余應(yīng)力的分布。這要比單一焊縫焊接時(shí)的應(yīng)力分布復(fù)雜很多。同時(shí)還分析了焊接過程中金相組織轉(zhuǎn)換對殘余應(yīng)力的影響。然后將波形腹板H形鋼梁焊接殘余應(yīng)力的分布情況與其抗彎性能、抗剪性能等力學(xué)性能進(jìn)行結(jié)合分析，得出下翼緣板殘余應(yīng)力對其抗彎性能有著不小的降低，腹板的焊接殘余應(yīng)力對其抗剪性能的影響并不顯著。通過將波形腹板H形鋼的焊接變形與結(jié)構(gòu)受力性能總和研究，指出其焊接變形將會(huì)永久地改變波

4、形腹板H形鋼梁的板件尺寸以及結(jié)構(gòu)的扭曲性能。在分析了焊接殘余應(yīng)力以及焊接變形對波形腹板H形鋼梁有可能造成不利因素之后，通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及焊接工藝改善這兩方面對波形腹板H形鋼的設(shè)計(jì)制造提出建議，達(dá)到降低或是消除焊接殘余應(yīng)力以及焊接變形對結(jié)構(gòu)造成的危害。分別說明了焊接時(shí)焊縫的尺寸和形式、焊接坡口、焊接熱源的輸入以及焊接方法的選擇對焊接殘余應(yīng)力和焊接變形的影響。最后提出使用新型焊接工藝，這樣能夠提高焊接效率，有效地降低焊接過程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。