考慮焊接殘余應力的鋼結構節(jié)點地震作用下應力場分析.pdf

1、鋼結構是現(xiàn)在工程結構中一種常用的形式,其節(jié)點主要是以焊接連接為主,節(jié)點局部構造復雜,處于復雜的空間受力狀態(tài)。據(jù)研究表明,殘余應力是一種內(nèi)部自相平衡的力系,當結構構件承受外荷載特別是長期承受動力循環(huán)載荷時,外荷載引起的應力將與殘余應力相疊加,使結構構件某些部位提前達到屈服強度,并產(chǎn)生塑性變形,會嚴重影響結構的承載能力,導致結構的安全性能下降甚至引起結構的倒塌破壞。為了保證焊接結構的安全可靠,準確的對殘余應力進行受力分析是十分重要的課題。<

2、br>　　 目前實際工程中的焊接過程十分復雜,影響殘余應力大小的因素很多,還受諸多條件的限制,所以無法采用試驗的方法準確的測定其焊接殘余應力。因此,本文采用有限元數(shù)值模擬分析焊接節(jié)點的殘余應力,運用ANSYS有限元分析軟件,基于熱彈塑性力學理論,采用ANSYS軟件的熱—結構耦合功能,改變單元屬性和生死單元,對梁柱焊接節(jié)點處的焊縫的焊接過程成功的實現(xiàn)三維動態(tài)模擬,最后通過后處理,得出不同時刻的溫度場和最終的應力場,焊接殘余應力的最大值接

3、近甚至超過了材料的屈服強度。同時,由于焊縫采用的是坡口焊縫,其端部有幾何突變,該處存在較大的應力集中,該節(jié)點處的殘余應力值較大。
　　 本文首次進行了鋼框架整體結構在地震作用下的動力響應分析,獲取了結構的整體上的位移和應力響應;第二,對進一步進行局部精細分析的節(jié)點進行切割,提取之前在整體結構動力響應上分析得出的內(nèi)力和位移邊界條件;第三,建立局部節(jié)點的三維實體有限元模型,對節(jié)點進行焊接溫度場和應力場動態(tài)模擬,得出節(jié)點上的焊接殘余應