钢结构焊接残余应力数值模拟及实验测定

摘要

焊接是钢结构最常用的连接方式之一。焊接过程是一个局部受热、然后冷却的过程，焊缝附近不均匀的温度变化将引起残余应力和残余变形。焊接残余应力和残余变形的存在，将影响钢构件的加工和安装精度、降低钢构件的承载力和稳定性，尤其对钢结构的疲劳性能有显著的不利作用。本文对钢构件的残余应力进行了盲孔法的实验测定和数值分析，并对比了两者的结果。并对盲孔法的应变释放系数进行了考虑塑性和偏心的有限元标定。
　　本文主要内容如下：
　　（1）介绍了盲孔法测量焊接残余应力的基本原理和方法以及焊接残余应力的数值分析方法。探讨了利用ABAQUS对焊接过程进行模拟的关键技术。
　　（2）介绍了应变释放系数的有限元标定方法，并进行了考虑偏心和不考虑偏心的应变释放系数的有限元标定，得出了应变释放系数在偏心下的通用公式。
　　（3）对对接焊接板的残余应力进行了盲孔法的实验测定和数值分析，并将两者的结果进行了对比。
　　（4）对对接焊接圆钢管的残余应力进行了盲孔法的实验测定和数值分析，并将两者的结果进行了对比。
　　通过数值分析与实验测定结果的比较，证明采用考虑偏心的有限元法标定的应变释放系数可以有效的减小钻孔偏心对盲孔法测定残余应力带来的误差，验证了数值分析方法对钢结构焊接残余应力分析的适用性，同时也发现数值分析方法应当考虑焊缝的尺寸效应，才能对实际焊接残余应力做出更准确的评估。

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第一章 绪论

1.1选题背景及意义

1.2国内外研究历史和现状

1.3本文研究的主要内容

第二章 焊接残余应力的盲孔法测定及数值分析方法

2.1焊接残余应力的盲孔法测定

2.2焊接残余应力的数值分析方法

第三章 应变释放系数的有限元标定和考虑塑性及偏心的修正

3.1应变释放系数的标定原理

3.2应变释放系数的有限元标定

3.3考虑塑性和偏心的应变释放系数修正

第四章 对接焊接板残余应力的实验测定与数值分析

4.1实验测定

4.2数值分析

4.3实验测定和数值分析的结果对比

第五章 对接焊接圆钢管残余应力的实验测定与数值分析

5.1实验测定

5.2数值分析

5.3实验测定和数值分析结果的对比

第六章 结论

6.1结论

6.2展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

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