大型鋼構(gòu)件制作加工過程中殘余應(yīng)力與變形的理論分析與實踐.pdf

1、在工業(yè)、民用建筑領(lǐng)域中,鋼結(jié)構(gòu)已經(jīng)得到了普遍應(yīng)用。加工制作過程中,鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的變形和殘余應(yīng)力和會對結(jié)構(gòu)的質(zhì)量起到一定的負(fù)面作用,所以鋼構(gòu)件生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力與變形是在建筑鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域中必須要重視的問題。
　　現(xiàn)在,隨著鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)、民用建筑領(lǐng)域之中的廣泛應(yīng)用,尤其在大型工業(yè)廠房中(例如發(fā)電站)大型構(gòu)件應(yīng)用越來越廣泛,怎樣有效地控制他的焊接變形問題就顯得尤為重要。然而,若想要有效地控制并減小焊接變形,其關(guān)鍵所在是如何準(zhǔn)確預(yù)測焊接

2、變形。在國內(nèi)外對預(yù)測焊接變形方法的研究中,具有較高分析預(yù)測精度的預(yù)測方法主要著眼于機(jī)械制造領(lǐng)域,仍未廣泛應(yīng)用于建筑鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域,因為現(xiàn)有焊接變形預(yù)測方法對計算條件、計算成本、技術(shù)人員知識水平等方面都有較高要求,不適合在建筑鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域廣泛推廣。
　　本文結(jié)合工程實例,提出一種適用于建筑鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域,用有限元方法簡單、高效地分析由于溫度場引起的鋼結(jié)構(gòu)焊接變形。該有限元法綜合考慮了各種影響結(jié)構(gòu)形變的因素,根據(jù)建筑鋼結(jié)構(gòu)在加工制作過程中殘余應(yīng)

3、力產(chǎn)生的特點(diǎn)與本質(zhì),對鋼結(jié)構(gòu)件的焊接及溫度變化過程進(jìn)行有效的簡化。文中利用ansys軟件中的生死單元技術(shù),加工制作過程中鋼構(gòu)件的溫度變化過程被分解為多個子步進(jìn)行疊加。
　　本文考慮建筑鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域與機(jī)械制造領(lǐng)域的不同特點(diǎn),簡化了溫度函數(shù),將焊接過程中單元的溫度變化轉(zhuǎn)化為單元等效節(jié)點(diǎn)荷載進(jìn)行考慮,從而避免了復(fù)雜的熱力學(xué)計算過程;本文的分析過程采用了有限元法,該工具的優(yōu)點(diǎn)是適應(yīng)性強(qiáng)、列式簡單、收斂性好、精度高等,從而可以保證分析結(jié)果的精