波形腹板鋼箱梁焊接殘余應(yīng)力分析及其對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象，通過焊接殘余應(yīng)力分析，探討了焊接殘余應(yīng)力對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)值模擬擴散試驗驗證計算結(jié)果。結(jié)果表明，焊接殘余應(yīng)力對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，會產(chǎn)生焊接殘余應(yīng)力。這些應(yīng)力會對鋼箱梁的結(jié)構(gòu)和性能產(chǎn)生影響，特別是對腹板的屈曲性能有一定的影響。因此，研究焊接殘余應(yīng)力對腹板屈曲性能的影響，對于設(shè)計和安全評估具有重要意義。

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象。通過測量和繪制幾何特征，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)力計算

基于有限元分析原理，使用ANSYS軟件進(jìn)行數(shù)值模擬，計算焊接殘余應(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.實驗驗證

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

4.結(jié)果與討論

通過數(shù)值模擬和實驗驗證，得到了焊接殘余應(yīng)力對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)力會對腹板的屈曲性能產(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)力對腹板屈曲性能的影響。結(jié)果表明焊接殘余應(yīng)力對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)對焊接殘余應(yīng)力的影響以及其他因素對屈曲性能的影響通過對波形腹板鋼箱梁的焊接殘余應(yīng)力進(jìn)行數(shù)值模擬和實驗驗證，本文得出了以下結(jié)論：焊接殘余應(yīng)力會對腹板的屈曲性能產(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，在實際工程設(shè)計中，需要對焊接殘余應(yīng)力進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?，以減小其對腹板的影響。未來的研究可以進(jìn)一步探究焊接