波形腹板鋼箱梁焊接殘余應(yīng)力分析及其對(duì)腹板屈曲性能的影響

波形腹板鋼箱梁焊接殘余應(yīng)力分析及其對(duì)腹板屈曲性能的影響波形腹板鋼箱梁焊接殘余應(yīng)力分析及其對(duì)腹板屈曲性能的影響

摘要：在鋼箱梁中，腹板是起到承受梁的荷載和保持整個(gè)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性的關(guān)鍵構(gòu)件。本文以波形腹板鋼箱梁為研究對(duì)象，通過焊接殘余應(yīng)力分析，探討了焊接殘余應(yīng)力對(duì)腹板屈曲性能的影響。通過建立數(shù)值模型，采用ANSYS軟件進(jìn)行有限元分析，并通過數(shù)值模擬擴(kuò)散試驗(yàn)驗(yàn)證計(jì)算結(jié)果。結(jié)果表明，焊接殘余應(yīng)力對(duì)腹板的屈曲性能有一定的影響，需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚硪詼p小其影響。

關(guān)鍵詞：波形腹板；鋼箱梁；焊接殘余應(yīng)力；屈曲性能；有限元分析

1.引言

腹板是鋼箱梁中起到承受橫向荷載和保持整個(gè)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性的關(guān)鍵構(gòu)件。由于焊接過程中的熱輸入和冷卻過程，會(huì)產(chǎn)生焊接殘余應(yīng)力。這些應(yīng)力會(huì)對(duì)鋼箱梁的結(jié)構(gòu)和性能產(chǎn)生影響，特別是對(duì)腹板的屈曲性能有一定的影響。因此，研究焊接殘余應(yīng)力對(duì)腹板屈曲性能的影響，對(duì)于設(shè)計(jì)和安全評(píng)估具有重要意義。

2.焊接殘余應(yīng)力的數(shù)值模擬

2.1波形腹板鋼箱梁的幾何特征

為了研究焊接殘余應(yīng)力對(duì)腹板屈曲性能的影響，首先需要建立波形腹板鋼箱梁的數(shù)值模型。這里選取了一種常見的波形腹板鋼箱梁作為研究對(duì)象。通過測(cè)量和繪制幾何特征，建立了準(zhǔn)確的幾何模型。

2.2材料性質(zhì)和加載條件

根據(jù)實(shí)際材料性質(zhì)，將波形腹板鋼箱梁的材料屬性設(shè)置為焊接構(gòu)件的材料厚度和屬性。

2.3焊接殘余應(yīng)力計(jì)算

基于有限元分析原理，使用ANSYS軟件進(jìn)行數(shù)值模擬，計(jì)算焊接殘余應(yīng)力。通過設(shè)定合適的加載條件和模擬參數(shù)，得到波形腹板鋼箱梁焊接過程中的應(yīng)力分布。

3.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

為了驗(yàn)證數(shù)值模擬的準(zhǔn)確性，進(jìn)行焊接殘余應(yīng)力分析的數(shù)值模型擴(kuò)散試驗(yàn)。通過測(cè)量試驗(yàn)中的殘余應(yīng)力分布與數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行比較，驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性。

4.結(jié)果與討論

通過數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，得到了焊接殘余應(yīng)力對(duì)波形腹板鋼箱梁屈曲性能的影響。結(jié)果表明，焊接殘余應(yīng)力會(huì)對(duì)腹板的屈曲性能產(chǎn)生一定的影響，使得腹板的屈曲剛度降低，容易出現(xiàn)屈曲失穩(wěn)現(xiàn)象。

5.結(jié)論和展望

本文通過焊接殘余應(yīng)力分析，研究了波形腹板鋼箱梁焊接殘余應(yīng)力對(duì)腹板屈曲性能的影響。結(jié)果表明焊接殘余應(yīng)力對(duì)腹板的屈曲性能有一定的影響，需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚硪詼p小其影響。未來可以進(jìn)一步研究焊接工藝參數(shù)對(duì)焊接殘余應(yīng)力的影響以及其他因素對(duì)屈曲性能的影響通過對(duì)波形腹板鋼箱梁的焊接殘余應(yīng)力進(jìn)行數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，本文得出了以下結(jié)論：焊接殘余應(yīng)力會(huì)對(duì)腹板的屈曲性能產(chǎn)生一定的影響，使得腹板的屈曲剛度降低，容易出現(xiàn)屈曲失穩(wěn)現(xiàn)象。因此，在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，需要對(duì)焊接殘余應(yīng)力進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚恚詼p小其對(duì)腹板的影響。未來的研究可以進(jìn)一步探究焊接