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正交异性钢桥面肋-板焊接残余应力的数值模拟

发布时间:2018-05-24 00:22

  本文选题:正交异性钢桥面 + 残余应力 ; 参考:《桥梁建设》2014年04期


【摘要】:由于正交异性钢桥面U肋与顶板焊后残余应力分布复杂,采用解析方法无法求解,为此,采用有限元热-力耦合分析技术对其温度场和应力场进行数值模拟。利用ANSYS有限元软件建立顶板厚16mm、U肋厚8mm的正交异性桥面板双层焊缝模型。引入高温条件下Q345q钢的力学性能参数,考虑焊接电流、电压、焊接速度,对焊接过程进行数值模拟。通过控制热源移动加载,计算出合理的焊接温度场;利用热-力耦合分析技术,调用温度场计算结果,分析得到焊接残余应力场分布。计算结果表明:有限元数值模拟技术可以用于焊接结构残余应力分析;焊缝处不均匀加热与放热导致焊缝中部垂直焊缝方向及沿板厚方向存在较大残余应力,设计时应充分考虑残余应力对结构力学行为的影响。
[Abstract]:Due to the complex distribution of residual stress between U rib and roof of orthotropic steel bridge deck, it is impossible to solve it by analytical method. Therefore, the temperature and stress fields are numerically simulated by means of the thermo-mechanical coupling analysis technique of finite element method. A double layer weld model of orthotropic bridge deck plate with 16 mm roof thickness and U rib thickness 8mm was established by ANSYS finite element software. The mechanical properties of Q345q steel at high temperature were introduced. The welding process was simulated by considering welding current, voltage and welding speed. The reasonable welding temperature field is calculated by controlling the moving load of the heat source, and the distribution of residual stress field is obtained by using the thermal-mechanical coupling analysis technique and the calculation result of the temperature field. The results show that the finite element numerical simulation technique can be used to analyze the residual stress of welding structure, and the uneven heating and exothermic at the weld result in the large residual stress in the direction of vertical weld and along the direction of plate thickness in the middle of the weld. The influence of residual stress on structural mechanical behavior should be fully considered in design.
【作者单位】: 西南交通大学土木工程学院;中国公路工程咨询集团有限公司云南分公司;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(51378431) 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2682013CX051)~~
【分类号】:U448.36;U441.5

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本文编号:1926968

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