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《南京理工大学》 2012年
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现代建筑栓焊钢结构焊接应力和变形研究

覃鑫  
【摘要】:本文研究了现代建筑栓焊钢结构的焊接应力和变形。采用将模型试验、数值模拟和验证试验三者相结合的研究手段;运用网格测量焊接变形的方法、盲孔法测量焊接残余应力和电阻应变片进行焊接过程应变实时监测、焊接应力和变形的测量;具有打破局限性,高精确性,非接触性等特点。 模型试验能较好的反应了相似结构的焊接残余应力分布以及焊接变形趋向。盲孔法测量腹板上的近焊缝点得残余应力最大值为40MPa;网格法测量到的翼缘变形最大位移在近焊缝区为0.48828mm,远离焊缝区变形逐渐减小 采用ANSYS的图形界面操作和APDL相结合进行多层多道焊接过程温度场和应力场数值模拟和对栓焊结构焊接应力和变形产生的收缩力进行有限元分析。结果表明:越靠近焊接的区域温度变化越剧烈,随着远离焊缝的位置,温度梯度也逐渐变缓;焊缝区和近焊缝区的焊接残余应力明确比热影响区以及远焊缝区要大,而且离焊缝越远,应力值就越少;焊接产生的应力和变形,会使得腹板的螺栓造成一定应力影响。上排螺栓和下排螺栓受到影响最大。 依据模型试验和数值模拟设计的验证试验。表明:焊接应变实时监测过程中应变曲线没有大的波动,栓焊结构各部分的应变值随着焊接不断升高,局部应变值最大的是下排边缘,其次上排边缘,四个点最小的是上排近焊缝区;上焊缝焊接完成后,上排夹板和参考板的相对移动最大达到0.1mm,焊接完成后减少为0.05mm;下排夹板和参考版没有发生相对位移。 综合分析:建筑栓焊钢结构翼缘焊接产生的应力和变形会对腹板上的螺栓造成一定的影响,但不至于产生使螺栓失效的剪力。
【学位授予单位】:南京理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TU391

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【参考文献】
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