體育場(chǎng)罩棚焊接應(yīng)力與溫差變形的有限元分析.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、現(xiàn)代大型建筑的不斷出現(xiàn),對(duì)建筑鋼結(jié)構(gòu)的技術(shù)和質(zhì)量提出了很高的要求。在現(xiàn)場(chǎng)施工中,焊接殘余應(yīng)力是影響結(jié)構(gòu)質(zhì)量的重要因素;在結(jié)構(gòu)服役過程中,控制結(jié)構(gòu)的變形是保證其正常工作的必要條件。因此,如何降低大跨度鋼結(jié)構(gòu)的焊接殘余應(yīng)力、預(yù)測(cè)和控制結(jié)構(gòu)的變形具有重要意義。
  本文以體育場(chǎng)罩棚相貫節(jié)點(diǎn)焊接殘余應(yīng)力和環(huán)境溫差對(duì)體育場(chǎng)罩棚變形的影響作為研究內(nèi)容,根據(jù)傳熱學(xué)原理和熱彈塑性理論,利用大型非線性有限元分析軟件ABAQUS,建立了體育場(chǎng)罩棚相貫

2、節(jié)點(diǎn)焊接模型和體育場(chǎng)罩棚的三維有限元分析模型,計(jì)算了鋼管相貫線焊接的溫度場(chǎng),研究了等效殘余應(yīng)力和等效應(yīng)變的分布規(guī)律;比較分析了不同的工藝參數(shù)對(duì)焊接等效殘余應(yīng)力的影響,并給出了更好的工藝方案;計(jì)算了體育場(chǎng)罩棚在環(huán)境溫差作用下豎向位移的變化情況。
  通過計(jì)算得出:焊接一定時(shí)間后,高溫區(qū)形狀趨于穩(wěn)定,整體向前移動(dòng);焊縫的等效殘余應(yīng)力很大,可以超過材料的屈服極限。沿焊縫周向,等效殘余應(yīng)力保持在屈服極限附近,焊接引弧點(diǎn)附近等效殘余應(yīng)力有波

3、動(dòng);沿焊縫徑向,焊縫中部等效殘余應(yīng)力出現(xiàn)峰值,焊縫附近鋼管的等效殘余應(yīng)力降幅較快;在焊縫深度上,單層焊接等效殘余應(yīng)力從上表面到底部逐漸減小。等效殘余應(yīng)變分布比較穩(wěn)定,主要分布在焊縫上,沿焊縫周向均勻分布,焊縫中部應(yīng)變比較大,越到兩邊越小,逐漸降為零。焊接速度和引弧點(diǎn)的位置是影響焊接殘余應(yīng)力的兩個(gè)重要因素。比較各個(gè)焊接方案的殘余應(yīng)力得出,從兩管相交線的側(cè)面中間位置作為引弧位置,預(yù)熱到190℃以上,以82.67×10<'9>J/m3的熱量和

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