本项目围绕着桥梁钢结构典型构造焊接残余应力与变形预测与控制的主题，运用模拟与测试相结合的手段开展研究，主要研究成果包括：① 为实现焊接热源模型参数求解的“建模参数化”和“求解程序化”，基于计算机图形学与优化设计法提出了一种双椭球热源模型参数的求解方法，并采用VB语言开发了求解程序；② 为消除塑性应变对盲孔法测试精度的影响，采用蒙特卡罗法拓展了应变释放系数经验公式的取值范围，同时基于ANSYS优化设计，借助迭代手段提出了一种消除塑性应变影响的“简易迭代法”，该方法计算简单、迭代收敛快、且不受应力水平的限制；③ 为解决依靠残余塑性应变预测焊接变形偏小的问题，利用焊缝塑性区的局部变形，建立了预测焊接变形的“焊接变形源法”，进而提出了一种计算正交异性钢桥面板焊接横向弯曲的简易方法；④ 为探究正交异性钢桥面板焊接残余应力的大小与分布，以足尺模型为对象，对焊接残余应力进行了模拟与测试，并提出了正交异性钢桥面板用于整体分析和局部分析的焊接残余应力简化图示；⑤ 为探究Q345qD厚板焊接残余应力的空间分布，采用局部逐层铣削盲孔法测试了六种厚度的对接焊试板，并基于实测数据修正了现有的焊接残余应力分布经验公式，同时对16mm、30mm厚试板进行了焊接数值模拟，揭示了钢板厚度、应变硬化对残余应力场的影响；⑥ 为描述钢管拱桥T型相贯节点焊接残余应力，对其焊接过程进行了数值模拟，给出了T型相贯节点焊接残余应力的空间分布；⑦ 为调控桥梁钢结构焊接残余应力，开展了喷丸表面处理试验，定量分析了喷丸强化对焊接残余应力的影响，同时开展了振动时效工艺对正交异性钢桥面板焊接残余应力消除效果的研究，验证了振动时效工艺的有效性；⑧ 为研究焊接残余应力对疲劳性能的影响，基于线弹性断裂力学研究了不同裂纹几何形态下焊接残余应力对半椭圆表面裂纹应力强度因子的影响。通过本研究加深了桥梁钢结构焊接残余应力与变形的理解，研究成果具有广泛的应用前景。 2100433B