铸钢节点环形对接焊缝残余应力分析
[Abstract]:The joint of cast steel joint and ordinary steel pipe is mainly welded, and the residual stress produced by welding usually reaches yield strength, which will seriously affect the fatigue strength of the structure. In recent years, scholars at home and abroad have made some research on the welding residual stress of circular butt weld, but the research object is mainly aimed at the ring welding seam of thin-walled and equal thickness pipeline pipe or stainless steel pipe. The results are concentrated on the distribution of residual stress and lack of parametric analysis. However, the wall thickness of the cast steel pipe is generally different from that of the ordinary pipe, which is less studied. On the basis of thermal-elasto-plastic theory, G20Mn5 cast steel pipe and Q345 ordinary pipe connected by ring butt weld are analyzed in this paper. The internal heat rate heat source model is selected to simulate the welding heat input, and the birth and death element technology is used to simulate the welding filling process. The diameter-thickness ratio of Q345 ordinary tube, the ratio of wall thickness of G20Mn5 cast steel pipe to Q345 pipe and the thickness t of Q345 circular tube are selected as the analytical parameters. The distribution of welding residual stress along the length and circumference of the inner and outer surfaces of the component is obtained. At the same time, the influence of different analytical parameters on residual stress is pointed out, and the range of residual stress for engineering reference is put forward. Based on the above analysis, the following conclusions are drawn: (1) for the finite element simulation of multi-layer welding of ring butt welds of cast steel joints, the endogenous heat rate heat source model is more suitable than the double ellipsoidal heat source model. (2) in the weld metal region, the heat source model is more suitable than the double ellipsoid model. With the increase of d, the residual compressive stress on the outer surface of the component increases along its length direction, while the residual tensile stress on the inner surface increases along its circumferential direction, while the residual tensile stress on the outer surface does not change significantly in this direction. With the increase of T _ (t), the residual compressive stress on the inner surface of the component increases while the residual compressive stress on the exterior surface decreases in this direction, while the residual tensile stress on the outer surface along its circumferential direction has no obvious change. With the increase of t, the residual compressive stress on the inner surface of the component increases in the direction of its length, and the residual tensile stress on the outer surface increases in that direction. The residual tensile stress on the inner surface of the component decreases in the circumferential direction, while the residual tensile stress on the outer surface increases in that direction. (3) when the values of d, T and t are within the common range, The maximum residual stress on the inner surface of the component is compressive stress, and the maximum value is 87.5 ~ 150N / mm ~ (2), the maximum value is 87.5 ~ 150N ~ (2) mm ~ (2); The maximum residual stress on the outer surface of the component is tensile stress, and the maximum residual stress along its circumferential direction is the tensile stress, and the maximum value is 205 ~ 245 N ~ (?) mm ~ (2), and the maximum value is 115 ~ 155 N / mm ~ (2) in the outer surface of the component, and the maximum residual stress in the outer surface of the member is the tensile stress in the circumferential direction of the member. The maximum residual compressive stress of the inner surface of the component along its circumferential direction: 70? 135N? Mm2?; the maximum residual tensile stress of the inner surface of the component along its circumferential direction: 60? 160N? Mm2.
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TU758.11;TG457.11
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,本文编号:2446015
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