角焊缝弹塑性应力分析和试验

【摘要】：过去,由于技术手段的限制,在角焊缝连接设计计算中,并未如钢构件那样具有较全面和较深入的分析研究,角焊缝设计与计算大都是在假设的基础上进行的,这样的设计计算与实际状况难免出现较大的偏差,有许多可以值得探讨的问题。目前,由于有限元数值方法的日益成熟,能够分析许多传统的方法所不能解决的问题。本文基于此,使用通用有限元软件ANSYS主要对角焊缝在扭矩作用的情况进行弹塑性分析,同时做三个圆形角焊缝的破坏试验。 本文主要获得以下的结论: 1、角焊缝材料的本构关系应该采用应力强度与应变强度之间的关系。 2、与传统理论所提到的破坏截面(焊喉)位置不同,角焊缝在扭矩作用下破坏截面的位置靠近钢构件连接边。 3、具有不大于焊脚尺寸的小开口焊缝,其所能承受的扭矩与相应闭合角焊缝所能承受的扭矩是几乎相同的。 4、闭合矩形角焊缝,受到被连接构件及焊缝群内部分布形式等因素的影响,角焊缝的危险点在长边上并随着长短边比值的变化而变化。 5、本文主要探讨了三种不同尺寸的矩形闭合、大开口、小开口焊缝形式对焊缝变形产生的不同影响 6、通过对三面围焊角焊缝的弹性数值分析,指出规范中的角焊缝的计算公式不尽完善,需要进一步改进。 7、通过角焊缝在扭矩作用下的破坏试验,得出了角焊缝的破坏位置、破坏截面及矩形角焊缝小开口截面与闭合截面的破坏荷载大致相同。