表觀缺陷及殘余應(yīng)力對鋼管-焊接空心球節(jié)點(diǎn)疲勞強(qiáng)度的影響分析.pdf

1、近年來，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)以其跨度大、自重輕、施工快、造型美觀等優(yōu)點(diǎn)被廣泛的應(yīng)用在各種大型工業(yè)廠房中，如何確保節(jié)點(diǎn)的安全性是該類結(jié)構(gòu)的主要研究課題。目前大部分網(wǎng)架結(jié)構(gòu)均是焊接結(jié)構(gòu)，在焊接過程中焊接缺陷普遍存在，焊接時產(chǎn)生的高溫會使焊縫處殘留相當(dāng)大的殘余應(yīng)力，有時甚至達(dá)到屈服強(qiáng)度，這兩方面無疑都會降低焊接結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度。以往的節(jié)點(diǎn)研究往往忽略焊接缺陷及殘余應(yīng)力的影響，對節(jié)點(diǎn)進(jìn)行簡化處理。本文認(rèn)為研究焊接缺陷及殘余應(yīng)力對鋼管—焊接空心球節(jié)點(diǎn)疲勞強(qiáng)度的

2、影響是十分必要的。
　　本文依托國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“在懸掛吊車作用下空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)疲勞問題的深入研究(51178286，2012-2015)”，對鋼管—焊接空心球節(jié)點(diǎn)進(jìn)行疲勞性能研究，主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)利用有限元分析軟件ANSYS，對管球連接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行理論分析，得出了軸向拉力作用下管球連接節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力分布規(guī)律;通過改變焊縫處的咬邊深度及咬邊寬度，得出在軸向拉力作用下各模型的應(yīng)力分布云圖，將計算的應(yīng)力集中系數(shù)進(jìn)行分析,

3、得出應(yīng)力集中系數(shù)隨著咬邊深度的增大而增大，隨著咬邊寬度的增大而降低。
　　(2)利用有限元分析軟件ANSYS，對管球節(jié)點(diǎn)進(jìn)行建模，利用ANSYS提供的生死單元技術(shù)和熱—結(jié)構(gòu)耦合功能進(jìn)行焊接過程仿真模擬。將節(jié)點(diǎn)處焊縫分為四道，每道焊縫分為12個時間段進(jìn)行加熱，得出四道焊縫在不同時間段的焊接溫度場分布;模擬出沿焊縫中心線、鋼管方向及空心球方向各點(diǎn)的溫度時間變化曲線，符合傳熱的基本規(guī)律。
　　(3)運(yùn)用有限元分析軟件ANSYS將熱