偏心作用下的鑄鋼節(jié)點(diǎn)環(huán)形對(duì)接焊縫熱點(diǎn)應(yīng)力分析.pdf

1、近年來(lái),新型空間結(jié)構(gòu)、大跨度橋梁以及深海海洋平臺(tái)的不斷出現(xiàn)使得鑄鋼節(jié)點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用。鑄鋼節(jié)點(diǎn)自身壁厚都很大,其他構(gòu)件在與之連接時(shí)多為不等厚連接,因此在連接焊縫的幾何突變處容易發(fā)生應(yīng)力集中,這將影響連接位置的疲勞性能。現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)執(zhí)行的規(guī)范規(guī)程中還沒(méi)有給出詳細(xì)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)以解決焊接接頭位置的疲勞問(wèn)題。
　　鑄鋼節(jié)點(diǎn)在與其他圓形管件相連時(shí)多采用環(huán)形對(duì)接焊縫,而焊縫位置又是最容易發(fā)生疲勞破壞的部位,本文將針對(duì)鑄鋼節(jié)點(diǎn)環(huán)形對(duì)接焊縫的疲勞性能開(kāi)

2、展相關(guān)的理論計(jì)算和分析研究。采用國(guó)際通用的熱點(diǎn)應(yīng)力表面外推法對(duì)其在彎矩荷載作用下以及軸力和彎矩荷載共同作用下的鑄鋼節(jié)點(diǎn)環(huán)形對(duì)接焊縫的抗疲勞性能進(jìn)行理論研究和疲勞壽命估算。對(duì)所要研究的環(huán)形對(duì)接焊縫建立兩種焊接構(gòu)造有限元模型,通過(guò)分析計(jì)算確定兩種焊接構(gòu)造形式熱點(diǎn)位置在連接焊縫的焊趾處。選取壁厚t、徑厚比d/t、壁厚比T/t為控制因素研究他們對(duì)熱點(diǎn)處結(jié)構(gòu)應(yīng)力大小的影響,獲得熱點(diǎn)應(yīng)力集中系數(shù)在所研究影響因子下的變化趨勢(shì)。進(jìn)一步采用挪威船級(jí)規(guī)范D

3、NV推薦的焊接焊縫疲勞壽命預(yù)測(cè)方法,通過(guò)已經(jīng)求得的在軸力和彎矩共同作用下的熱點(diǎn)應(yīng)力集中系數(shù)和規(guī)范中已給出的S-N曲線預(yù)測(cè)出兩種焊接構(gòu)造形式的疲勞壽命。
　　分析結(jié)果表明:在彎矩荷載作用下以及軸力和彎矩荷載共同作用下,管壁厚度t對(duì)熱點(diǎn)應(yīng)力集中系數(shù)影響不大;隨著d/t的增大,熱點(diǎn)應(yīng)力集中系數(shù)呈增大的趨勢(shì),但增大的趨勢(shì)逐漸變緩;隨著T/t的增大,熱點(diǎn)應(yīng)力集中系數(shù)不斷的減小。采用內(nèi)側(cè)過(guò)渡的焊接構(gòu)造形式的疲勞性能要優(yōu)于外側(cè)過(guò)渡的焊接構(gòu)造形式