考虑焊接影响的空间结构承载力精细化有限元分析
[Abstract]:Long-span spatial structure has been widely used in China in recent years, because of its advantages of light weight, reasonable structural force and various forms of modeling change, which makes the long-span spatial structure have been widely used in China in recent years. Pipe truss structure and reticulated shell structure are more commonly used in the spatial structure, and the key to make up the members is the connection mode. In the welding process, due to the centralized input of the welding heat source energy and the uneven temperature distribution, the welding residual stress and deformation in the welding structure are caused by the large residual stress and deformation. This kind of stress and deformation not only affects the dimensional stability and machining precision of the structure, but also threatens the local stability and global stability of the structure. Therefore, through numerical simulation of the welding process of tube truss structure and reticulated shell structure, in order to reasonably predict and consider the influence of welding residual stress on the ultimate bearing capacity of pipe truss structure and latticed shell structure, As well as practical design and construction to consider the factor of welding residual stress to provide a necessary reference. In order to achieve the research goal, this paper adopts the refined modeling method, establishes the calculation model of the welded ball node and the intersecting node through the solid element in ANSYS, and simulates the welding heat source by applying the heat generation rate loading method to the model. The change of temperature field and stress field in the welding process of these two kinds of joints is calculated by indirect coupling method. The distribution range and variation trend of residual stress are studied. The results show that the residual stress close to the yield strength of material will occur in the area near weld seam. In this paper, the multi-scale finite element model of planar tube truss and K6 (2) reticulated shell is established by multi-point constraint method. The node position is based on solid element, and the member position is simulated by beam element to reduce the calculation time. The effectiveness of the multi-scale method based on solid-beam element is verified by comparing with the results of all the models established by shell element. Based on the multi-scale finite element model of pipe truss, the multi-scale model of pipe truss considering residual stress is obtained by applying the residual stress calculated during welding numerical simulation as the initial load. At the same time, the results are compared with those of multi-scale model without residual stress. The results show that the generation of residual stress will reduce the ultimate bearing capacity of the plane truss model by 11.8%. Using the same method, the influence of welding residual stress on the ultimate bearing capacity of K6 (2) reticulated shell is analyzed. The calculation results show that the failure of the structure is caused by the first failure of the bar due to the existence of spherical joints. The stiffness of the joint is stronger than that of the member, and the residual stress will not significantly affect the bearing capacity of the structure.
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TU399;TU312.1
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 ;第15届全国残余应力学术交流会第1轮通知[J];电镀与环保;2009年03期
2 ;热烈祝贺残余应力专业委员会成立[J];机械工程材料;2010年01期
3 周喜来;蒋士杰;刘瑞光;;石化在役设备的焊缝残余应力的消除与控制[J];中国新技术新产品;2012年02期
4 ;第17届全国残余应力学术会议暨国际残余应力研讨会(第1轮通知)[J];中国机械工程;2013年08期
5 刘助柏;;确定护环残余应力分OH的测量理娭与方法[J];东北重型机械学院学报;1978年01期
6 李广铎;苏建新;王维容;刘柏梁;;鞲鞴涨圈残余应力的测试与分析[J];机车车辆工艺;1982年05期
7 肖杰;;残余应力测定仪[J];国外内燃机车;1984年11期
8 杨百川;;残余应力对汽车零件疲劳寿命的影响[J];汽车配件;1984年03期
9 曾春华;;残余应力对疲劳的影响[J];机械强度;1984年03期
10 王家勇;;钻孔法测量残余应力时双向等应力下孔边塑性变形对残余应力分析的影响[J];哈尔滨科学技术大学学报;1987年04期
相关会议论文 前10条
1 陈超;潘春旭;;残余应力测量技术的现状和发展[A];湖北省第九届热处理年会论文集[C];2004年
2 游敏;郑小玲;;对接接头横向残余应力调控技术研究[A];中西南十省区(市)焊接学会联合会第九届年会论文集[C];2006年
3 张小勇;楚建新;叶军;陆艳杰;刘鑫;;铜应力缓解层对陶瓷-金属连接残余应力的影响[A];电子陶瓷,陶瓷,金属封接与真空开头管用管壳的技术进步专辑[C];2006年
4 郑杰;张显程;;高温环境诱导的表面强化处理残余应力的释放[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年
5 朱丽娜;徐滨士;王海斗;王成彪;;相关技术在残余应力检测中的应用[A];第八届全国表面工程学术会议暨第三届青年表面工程学术论坛论文集(二)[C];2010年
6 潘勤学;栗勇;徐春广;肖定国;杨向臣;伍懿;;超声法焊缝残余应力检测技术研究[A];2011年机械电子学学术会议论文集[C];2011年
7 任小平;刘怡;;一种无损测试焊接板件残余应力的方法[A];第九届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ卷[C];2000年
8 游敏;郑小玲;;对接接头横向残余应力调控技术研究[A];湖北省暨武汉焊接学会成立二十五周年2005年焊接学术年会文集[C];2005年
9 宇慧平;韩长录;;超高强钢电阻点焊残余应力研究[A];北京力学会第20届学术年会论文集[C];2014年
10 郑永男;左翼;周冬梅;范平;袁大庆;朱升云;;正电子湮没方法研究材料中残余应力[A];第四届全国反应堆物理与核材料学术研讨会论文集[C];2009年
相关重要报纸文章 前6条
1 实习记者 王恒;控制残余应力——寻找加工变形的解决之道[N];中国航空报;2014年
2 陶萍萍;中建钢构用新技术消除钢板墙残余应力[N];现代物流报;2013年
3 ;残余应力与加工变形控制技术[N];中国航空报;2013年
4 ;抗疲劳制造工艺优化方案[N];中国航空报;2013年
5 ;残余应力与变形控制整体解决方案在航空铝合金锻件中的应用[N];中国航空报;2013年
6 蔺军 谢艳花;央视新楼钢构制作特点与加工工艺[N];建筑时报;2007年
相关博士学位论文 前10条
1 姜杰凤;高锁螺栓干涉安装及其对螺接结构力学性能的影响[D];浙江大学;2014年
2 李峰;基于定位强化感应加热技术的磨削表面残余应力控制研究[D];清华大学;2015年
3 王军强;大型壳体结构焊接变形及残余应力调控方法研究[D];北京交通大学;2016年
4 董亚波;2A14铝合金厚板残余应力表征及消减工艺研究[D];哈尔滨工业大学;2016年
5 林松盛;Ti-TiN-Zr-ZrN抗冲蚀多层膜的制备、结构及性能[D];华南理工大学;2016年
6 潘龙;脉冲电流法调控碳钢残余应力的机理及相关实验研究[D];浙江大学;2016年
7 周泽斌;薄壁结构件加工变形机理及夹具优化设计方法研究[D];东华大学;2011年
8 刘海涛;精密薄壁回转体零件加工残余应力及变形的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
9 曹江;2A02高强度铝合金热加工残余应力研究及其数值模拟[D];西南石油大学;2014年
10 宋文涛;残余应力超声无损检测与调控技术研究[D];北京理工大学;2016年
相关硕士学位论文 前10条
1 冯诚诚;Ti-TiN-Zr-ZrN多层膜残余应力及疲劳性能的研究[D];华南理工大学;2015年
2 任喜强;热轧H700×300型钢残余应力的控制[D];河北联合大学;2014年
3 宋金潮;非调质钢棒材轧后冷却过程残余应力数值模拟及实验研究[D];燕山大学;2015年
4 翟紫阳;超高强钢厚板结构件MIG焊温度场应力场数值模拟及试验研究[D];南京理工大学;2015年
5 康玲;正交异性钢桥面板纵、横肋焊接残余应力数值模拟[D];西南交通大学;2015年
6 孙彦文;Q345B钢等离子-MAG复合焊工艺研究[D];西南交通大学;2015年
7 王晓臣;面向卫星零件工艺设计的拓扑优化技术研究[D];北华航天工业学院;2015年
8 刘何亮;U肋与顶板连接焊缝残余应力的三维数值模拟[D];西南交通大学;2015年
9 周鹏;微晶玻璃磨削表面的残余应力研究[D];苏州大学;2015年
10 张爱爱;基于SYSWELD的7A52铝合金双丝MIG焊残余应力分析[D];内蒙古工业大学;2015年
本文编号:2461213
本文链接:https://www.wllwen.com/guanlilunwen/chengjian/2461213.html