工字型構件焊接節(jié)點殘余應力及低周疲勞性能研究.pdf

1、焊接節(jié)點的疲勞破壞是鋼結構最主要的失效方式之一。焊接過程中高度集中的瞬時不均勻熱輸入，將導致鋼結構焊接節(jié)點產生殘余應力。焊接殘余應力的存在會影響結構服役期間的應力、應變水平，對結構的低周疲勞性能產生不利影響。因此，在系統(tǒng)地對焊接殘余應力研究的基礎上，分析加載過程中殘余應力的松弛變化規(guī)律和殘余應力對鋼結構低周疲勞性能的影響具有重要的意義。
　　本文首先對焊接過程中的溫度場和應力場的基本理論進行闡述。利用ANSYS軟件對平板對接焊構件

2、和工字型構件的焊接溫度場、應力場進行研究，并分析母材材料、腹板厚度、焊縫形式、焊接電流等參數變化對工字型構件殘余應力場的影響。
　　采用小孔法和X射線衍射法對焊接構件的殘余應力進行測量，并將測量結果與有限元計算結果進行對比，兩者擬合良好，驗證了有限元分析模型及分析結果的可靠性。通過測量焊后回火及打磨處理構件的殘余應力，分析表明焊后回火及打磨處理能有效降低焊接殘余應力。測量工字型對接焊構件的殘余應力，分析角焊縫產生的殘余應力和對接焊

3、縫產生的殘余應力的相互影響。
　　對平板對接焊構件和工字型構件施加低周往復荷載，并測量加載后構件的殘余應力，分析外載作用后殘余應力的松弛變化規(guī)律。若外加載荷產生的應力與殘余應力疊加后達到材料的屈服強度，不僅加載方向的殘余應力產生松弛，非加載方向的殘余應力也出現(xiàn)松弛現(xiàn)象。若外加載荷產生的應力與殘余應力疊加后未達到材料的屈服強度，則殘余應力不會發(fā)生松弛。
　　將工字型構件施加低周往復荷載研究其低周疲勞性能，試驗結果顯示工字型構件