鑄鋼節(jié)點(diǎn)環(huán)形對(duì)接焊縫疲勞性能分析.pdf

1、近年來(lái)，鑄鋼節(jié)點(diǎn)在建筑工程、橋梁工程和海洋工程中的大型復(fù)雜項(xiàng)目中得到了廣泛應(yīng)用。由于鑄鋼節(jié)點(diǎn)壁厚大于連接桿件，在其與結(jié)構(gòu)連接的厚度方向存在形狀的突變，這將引起焊縫附近的應(yīng)力集中，降低結(jié)構(gòu)的抗疲勞性能。目前現(xiàn)行有關(guān)的規(guī)程或標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)鑄鋼節(jié)點(diǎn)與主體結(jié)構(gòu)連接處焊縫的疲勞問(wèn)題沒(méi)有明確的設(shè)計(jì)規(guī)定。
　　 針對(duì)鑄鋼節(jié)點(diǎn)環(huán)形對(duì)接焊縫的疲勞性能，本文進(jìn)行了相應(yīng)的理論分析。本文采用國(guó)際通用的熱點(diǎn)應(yīng)力表面外推法對(duì)軸力荷載作用下的鑄鋼節(jié)點(diǎn)的環(huán)形對(duì)接焊縫

2、的抗疲勞性能進(jìn)行了理論研究，得出了精細(xì)有限元單元尺寸劃分的建議，確定了針對(duì)不同焊接細(xì)節(jié)的熱點(diǎn)應(yīng)力位置，揭示了影響熱點(diǎn)處應(yīng)力的主要影響因素，并得到了這些影響因素對(duì)熱點(diǎn)應(yīng)力集中系數(shù)的影響規(guī)律；經(jīng)過(guò)回歸分析，建立了可供實(shí)際工程參考的熱點(diǎn)應(yīng)力集中系數(shù)的計(jì)算方法。另外，本文采用高斯移動(dòng)熱源法對(duì)不同焊接細(xì)節(jié)的焊縫進(jìn)行了焊接殘余應(yīng)力分析，揭示了焊接殘余應(yīng)力沿焊趾和焊根的分布形狀。斷裂力學(xué)方法是研究結(jié)構(gòu)疲勞性能的新方法，J-積分是研究裂紋擴(kuò)展速率的重要

3、參數(shù)，本文選用半圓形裂紋，對(duì)鑄鋼節(jié)點(diǎn)環(huán)形對(duì)接焊縫在線彈性狀態(tài)下的J-積分的影響規(guī)律進(jìn)行了參數(shù)化研究，確定了針對(duì)不同焊接細(xì)節(jié)的J-積分值的變化規(guī)律。
　　 分析結(jié)果表明：熱點(diǎn)應(yīng)力與厚度t關(guān)系不大，隨著ln(d/t)的增大熱點(diǎn)應(yīng)力呈線性增加，隨著T/t的增加，熱點(diǎn)應(yīng)力先增大后減小，壁厚比T/t在2.0至2.5范圍內(nèi)時(shí)節(jié)點(diǎn)的疲勞性能較好；焊趾處存在較大的焊接殘余拉應(yīng)力，降低節(jié)點(diǎn)的疲勞性能；J-積分法獲得的幾何參數(shù)對(duì)不同焊接細(xì)節(jié)的節(jié)點(diǎn)疲