桥梁钢箱杆件焊接变形数值模拟研究

发布时间：2017-12-17 20:33

  本文关键词：桥梁钢箱杆件焊接变形数值模拟研究

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【摘要】：箱型杆件作为钢桥中一种常用的构件,在桁架梁桥、桁架拱桥、悬索桥加劲梁和斜拉桥加劲梁中均有广泛应用。箱型杆件制造中的焊接变形问题一直影响着生产效率和生产质量。鉴于箱型杆件制造过程中存在焊接变形问题,本文根据热弹塑性有限元法,借助ANSYS有限元计算工具,以截面尺寸40cm X 40cm,板厚2cm,长度2m的箱型杆件作为研究对象,模拟箱型杆件四条通长主焊缝的焊接过程,分析了几种变形的形成规律,以期达到预测和控制箱型杆件焊接变形的目的。本文主要的研究内容和结论如下：(1)总结了钢箱杆件工厂装配和焊接的流程,据此建立焊接变形的热弹塑性有限元模型。介绍了模型中边界条件、材料参数、焊接热源参数等对计算结果的影响,并给出确定上述参数的方法,其可为其他焊接数值模拟分析提供借鉴；(2)计算了四种焊接顺序下钢箱杆件的收缩、弯曲和扭转变形,并与经验公式的计算结果进行了对比,验证了数值模拟的可靠性。总结出四条主焊缝焊接时的相互作用规律,在目前工厂采用的焊接工艺下,四条主焊缝产生的扭转变形较小,但是弯曲变形需要采取措施进行控制；(3)总结了目前常用的箱型杆件焊接变形控制措施。焊缝焊接时所处的应力状态对焊接压缩塑性应变的形成有较大影响,同样也会影响焊接变形。通过冷却时间控制和预应力控制改变待焊焊缝的应力状态,提出了两种可行的焊接变形随焊控制措施。
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG404

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本文编号：1301499