残余应力对Q550高强度焊接H型钢柱承载力影响分析

以有限元分析软件ansys为工作平台,基于非线性板壳有限元分析理论,采用大挠度弹塑性分析方法,考虑初始缺陷的影响,计算有不同热轧残余应力峰值下的h型钢柱的极限承载力,得到主要影响钢柱极限承载力的因素,为热轧残余应力的统计提供一些参考意见。

针对宝钢最新研发的高强度q460钢材,采用钻孔应变释放法测试焊接h型钢纵向残余应力在截面上的大小及分布规律。同时,结合机械剥层的方式对纵向残余应力沿壁厚方向的分布规律进行试验考察。在试验测试结果的基础上,提出高强度q460焊接h型钢的纵向残余应力分布的计算模型。

采用有限元方法分析了初弯曲和残余应力对常用长细比范围内箱型钢柱稳定极限承载力的影响,同时考虑了几何非线性和材料非线性,并通过荷载—位移曲线确定箱型钢柱受压稳定极限承载力。通过分析得出,初弯曲对箱型钢柱轴心受压稳定极限承载力影响较大,残余应力的影响相对较小,当既有初弯曲又有残余应力时,柱的稳定极限承载力将大为下降。这可以为今后实际工程中箱型钢柱的设计和计算提供一定的参考。

h型钢构件在生产过程中将不可避免的产生残余应力,而残余应力的存在将极大地影响构件的承载能力。采用盲孔法测试了大h型钢构件的残余应力分布,根据对大型h型钢构件的残余应力测试结果在有限元模型中引入不同残余应力分布和边界条件,讨论了残余应力与边界条件耦合作用对构件承载能力的影响。结果表明对于不同的边界条件和残余应力分布,h型钢柱构件的承载能力表现出不同的敏感性,该结果对h型钢结构设计具有一定的指导作用。

通过用盲孔法对焊接h型钢的残余应力进行检测，并对检测结果进行分析，初步了解了焊接h型钢残余应力的状况。

构件中所存在的残余应力会大大影响钢结构组件的刚度和疲劳寿命。虽然对于低碳钢的结构部件有较多的研究,但由于在常温和高温下应力-应变关系和材料属性的不同,造成了残余应力分布在高强钢构件中与低碳钢焊接而成的构件中的差异。因此,有必要研究由高强钢焊接而成的结构部件中残余应力的分布。对3个屈服强度460mpa的焊接热切高强型钢柱的残余应力进行研究,对不同横截面大小也进行了分析。使用切片法和钻孔法测量,并对两种方法所获得的残余应力进行比较。所测量的残余应力的大小和分布与碳钢中的一致,然而却有相对更小的残余应力比。最后,根据所测量的值,提出一个简化的由热切h型钢焊接而成的460mpa高强钢构件的残余应力分布。

锥柱耐压壳常采用高强度钢建造,高强度钢对焊接残余应力较为敏感,因此有必要针对耐压结构典型焊接接头的残余应力进行研究。本文基于热弹塑性相关理论,采用ansys的apdl语言编制焊接残余应力数值模拟程序。研究板厚、板宽、锥角以及焊接速度、焊喉温度对典型焊接接头轴向焊接残余应力的影响。研究表明:锥柱耐压壳凹面焊趾附近区域残余拉应力较大,应作为疲劳强度研究的重点区域。板厚和焊喉温度对残余拉应力的影响较残余压应力大;板宽和锥角对残余拉、压应力影响均较大。本文的研究可以控制焊接残余应力和优化焊接加工工艺,并为后续耐压结构疲劳强度的研究奠定相关理论基础。

针对大宽厚比的高频焊接h钢柱塑性耗能能力较低的特点,进行了10个试件的单调和反复加载试验研究.试验揭示,在一般低多层框架结构的长细比范围内,翼缘和腹板板件宽厚比的组合和轴压比是决定薄柔h钢柱静力和滞回性能的关键因素.综合实验结果和系统的数值分析,提出了经受罕遇地震往复作用时,将钢柱承载力下降限制在某一范围内的设计原则.按此原则,可以确定容许的板件宽厚比组合限值.这一设计方案为在抗震设防区使用薄柔构件轻型钢框架提供了可能.

钢结构开裂及变形很大程度上是由于焊接残余应力造成的.文章对钢结构焊接残余应力结构进行分析,探究了钢结构焊接残余应力分布、产生原因及其对钢结构结构刚度、疲劳强度、应力腐蚀开裂、焊件稳定性、低温工作性能、结构变形、静力强度等钢结构性能的影响,并提出了实践工作中焊接残余应力的控制及消除办法,为相关行业提供参考.

随着钢结构建筑的增加，焊接应力和变形对钢结构的承载力的影响越来越引起工程界的关注。本文从焊接应力和变形产生的原因着手，对钢结构框架是否考虑焊接应力和变形进行承载力对比分析。

本文采用数值模拟的方法,对船体结构的某一环形拘束焊缝进行焊接残余应力的模拟计算。同时采用压痕式应力测试仪,对实际船体结构进行测试,并与模拟结果相对比验证。结果表明,模拟结果与实测结果测得的焊接残余应力分布规律基本一致,环形拘束焊缝纵向残余应力大于横向残余应力,最大焊接残余应力位于靠近热影响区的直线段焊缝近表面处。

引入高强度钢高温下的力学性能参数,推导了高强度钢轴心受压柱在高温下的临界应力,进而得到高温下整体稳定系数与临界温度。将高强度钢和普通钢轴心受压柱在高温下的稳定系数和临界温度进行了对比,结果表明:普通钢轴心受压柱高温下的整体稳定系数和临界温度不适用于高强度钢轴心受压柱,高强度钢轴心受压柱整体稳定系数比普通钢低。使用有限元方法对文中给出的高强度钢轴心受压柱的整体稳定系数进行了验证,二者得出的结果吻合较好。

通过用盲孔法对热轧h型钢和焊接h型钢的残余应力进行检测，并对检测结果进行分析，初步了解了热轧h型钢与焊接h型钢残余应力的状况。

对q235试板分别在室温下进行焊接焊后自然冷却及加热到300、500、600和650℃进行焊接焊后保温缓冷(即热焊工艺),用小盲孔法测量焊接残余应力。实验结果表明,采用热焊方法进行焊接能够有效降低焊接残余应力,且加热温度越高,焊接残余应力降低效果越好。

采用msc.marc有限元软件建立了分析模型,分析了板件中热应力分布及其随时间变化对螺栓预拉力的影响,研究了不同梁高与螺栓数量的螺栓群承载力变化规律,并对螺栓群补拧区域提出了几点建议。

采用有限元热弹塑性分析方法对t形接头不同焊接顺序的残余应力和变形进行模拟.有限元模型中选用三维实体单元,分析了材料物性参数随温度的变化和对流、辐射散热的影响.运用单元生死技术模拟t形接头多道焊接过程,获得了不同焊接顺序t形接头焊接温度场和残余应力、变形场,并对计算结果进行了分析.结果表明,焊接顺序对t形接头的残余应力和变形有较大的影响,采用先焊一侧,然后焊另一侧的方案所得到的残余应力和角变形最小.

采用有限元软件msc.marc,对使用高强钢制造的工程机械常用局部加强贴板焊接结构进行焊接残余应力数值模拟计算分析。文中分别对四种不同结构和焊接顺序进行计算,对比分析结果表明:结构拘束和焊接顺序对焊接残余应力有重要影响,局部加强贴板增加结构拘束度,导致焊接残余应力增大;先焊主结构,再焊局部加强贴板,焊接残余应力最大。因此,合适地设计焊接结构和焊接顺序有利于降低结构的焊接残余应力,提高焊接结构的可靠性。

研究了大规格h型钢产品矫后出现腹板波浪以及切割过程中出现腹板开裂的原因。采用有限元数值分析和现场测试相结合的方法,分析了h型钢空冷至矫直温度时残余应力的分布规律。结果表明,现有生产工艺条件下,型钢冷却至矫直温度(80℃)时,腹板上存在着较大的压应力,致使发生腹板波浪。在腹板和r角的交接部位,残余应力分布极为不均,由压应力向拉应力突变,是导致产品切割开裂的主要原因之一。

钢结构焊接残余应力的影响因素与控制 摘要焊接残余应力对钢结构的刚度、稳定性、疲劳性能产生影响。焊接残 余应力的影响因素、控制。 关键词焊接残余应力；因素；控制 钢结构焊接是局部被高温加热、熔化，加热区域受热膨胀，随后连续冷却收 缩凝固的过程。过程中焊件存在应力场、温度场和变形场及显微组织状态场的变 化，且相互影响。当产生的热应力、相变应力、超过材料屈服极限时，在焊缝及 近焊缝区产生拉应力和母材的压应力在数值上达到自身平衡时的应力状态，称为 焊接残余应力。焊接残余应力沿焊缝横向、纵向及板材厚度方向分布，对钢结构 的刚度、稳定性、疲劳性能产生影响。 1焊接残余应力的影响因素 1）焊接热源。焊接时对焊件进行局部加热，热源中心温度达1600℃以上， 焊件上每一点距焊缝的距离不同，其温度在瞬间都在变化，温度场随时改变。且 热输入的不均匀性更增加了焊件的温度梯度，影

以无工艺孔钢梁与h型钢柱焊接节点作为研究对象,基于abaqus有限元分析与拟静力试验,对无工艺孔节点与普通工艺孔节点受力性能进行比较,并阐述无工艺孔节点的性能优势及在我国应用的可行性。结果表明,无工艺孔法应用于钢结构梁柱节点,可以有效地提高节点的抗震性能,在我国现阶段钢结构加工技术条件下应用具有可行性。

在钢结构行业中,焊接作为至关重要的应用技术,其应用的范围非常广泛,具有许多显著的优势,但是也具有一定的缺陷,钢结构焊接的残余应力和焊接中出现的变形问题。在钢结构焊接作业中,如果出现钢材结构的温度不均匀,就会导致钢材结构出现许多焊接残余应力,从而造成焊接的钢结构产生变形以及开裂问题,影响了钢结构焊接施工质量。本文主要针对钢结构焊接作业中残余应力产生的原因进行了深入分析,并对残余应力的影响展开了探讨,并提出了控制钢结构残余应力和变形的方法。

为了研究高强钢中厚板焊接箱形柱的极限承载力,以11mm厚国产q460高强钢中厚板制作了7个焊接箱形柱进行轴心受压试验。试件共包含宽厚比8、12、18三种截面,长细比分别为35、50、70。根据试件的实测尺寸、钢材的力学性能建立有限元模型,以初始缺陷的形式考虑了试件的初始挠度、初始偏心及焊接残余应力,分析预测了试件的极限承载力。试验结果表明,高强钢焊接箱形柱稳定系数采用gb50017—2003《钢结构设计规范》中的c类截面柱子曲线偏保守,试验结果平均曲线更接近b类截面曲线,但仍需进一步验证。分析结果表明,考虑了初始缺陷的有限元模型可准确预测柱的极限承载力,可以作为试验数据的补充。