厚板焊接接頭殘余應(yīng)力和損傷分布的研究.pdf

1、隨著焊接厚鋼板構(gòu)件在建筑、橋梁和船舶等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，厚鋼板力學(xué)性能引起人們的普遍關(guān)注。焊接厚鋼板構(gòu)件由于在焊接過程中存在溫度梯度和厚度方向的作用，焊接完成后的殘余應(yīng)力往往會大于普通的鋼板焊接構(gòu)件，產(chǎn)生初始裂紋和缺陷，導(dǎo)致局部應(yīng)力集中，引起脆性斷裂和疲勞破壞;焊接厚鋼板構(gòu)件在外荷載尤其是循環(huán)地震荷載的作用下，初始裂紋會不斷擴展，造成承載力降低而影響整個結(jié)構(gòu)安全。因此，焊接厚鋼板構(gòu)件的殘余應(yīng)力分布及其在低周往復(fù)荷載作用下的力學(xué)性能研究，具

2、有重意義。
　　本文通過對焊接過程中的溫度場、應(yīng)力場和外荷載作用下累積損傷的有限元分析，建立了新的焊接殘余應(yīng)力和損傷評定方法，為工程領(lǐng)域中焊接鋼構(gòu)件設(shè)計提供依據(jù)。主要內(nèi)容可以分為以下四方面:
　　首先，文章介紹已有焊接殘余應(yīng)力數(shù)值模擬的求解方法，建立焊接構(gòu)件的ABAQUS數(shù)值分析模型，編制子程序DFLUX導(dǎo)入熱源模型，驗證本文編制子程序的正確性。
　　其次，基于商用有限元軟件ABAQUS的熱-力順序耦合法，通過子程序D

3、FLUX引入橢球體熱源，本文對Q345厚鋼板的對接焊縫進行了三維有限元分析，獲得焊接鋼構(gòu)件溫度場和應(yīng)力場的分布。結(jié)果表明，厚鋼板焊接殘余應(yīng)力以縱向拉應(yīng)力為主，主要分布在焊縫及其熱影響區(qū)(HAZ)范圍內(nèi)。
　　然后，本文通過試驗測量得到Q345鋼的磁彈法標(biāo)定曲線，分析不同類型焊接接頭殘余應(yīng)力分布規(guī)律，并將試驗結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果進行對比。結(jié)果表明，厚鋼板對接和T型焊縫的殘余應(yīng)力隨著板厚度的增加而增加，這種趨勢在厚度為25-60mm的鋼