基于焊接残余应力K型插板节点受力性能研究

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1、基于焊接残余应力K型插板节点受力性能研究重庆大学硕士学位论文(学术学位)学生姓名：邓潮铃指导教师：刘红军讲师专业：结构工程学科门类：工学重庆大学土木工程学院二〇一四年五月 ForcePerformanceResearchofKTypeFlashboardJointsBasedonTheWeldingResidualStressAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’

2、sDegreeofEngineeringByDengChaolingSupervisedbyLecturerLiuHongjunSpecialty：EngineeringMechanicsCollegeofCivilEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaMay,2014 中文摘要摘要K型插板节点频繁的应用在钢管塔结构中，其为钢管塔设计的主要内容。由于K型插板节点通过焊接方式进行连接，因此焊接残余应力对其承载力具有一定影响。准确分析残余应力

3、是求解合理的节点承载力的必要条件，因此本文对考虑焊接残余应力的K型插板节点的承载力进行了研究。通过有限元数值方法求解得到了焊接温度场和应力场的结果，并判定是否符合实际。同时对焊接应力场求解模型加载，在考虑焊接残余应力作用下，得出K型插板节点承载力。在此基础上，提出此类节点的承载力建议计算方法。本文将主要进行以下的研究工作：①建立K型插板节点有限元模型，包括单元选择、网格的合理划分、相变潜热的考虑、单元生死技术的使用以及考虑材料热性能、力学性能参数随温度变化的状况。②K型插板节点温度场研究，包括焊接

4、热源的选取以及焊接热源的施加。根据计算结果得出不同时刻的温度场分布云图和焊接温度场在某一时刻沿不同路径的温度变化曲线及不同路径各点的温度时间历程曲线，并判断是否符合真实情况。③K型插板节点应力场研究，施加约束和已经求解出的温度场，计算节点的焊接应力场。根据计算结果得出焊接过程中不同时刻的应力分布云图及焊接残余应力在某一时刻沿不同路径的变化曲线，并判断是否符合真实情况。④K型插板节点承载力研究，在焊接残余应力存在的前提，考虑负偏心对其承载力的影响。在此基础上，对节点承载力进行参数化分析，运用软件MA

5、TLAB提出了适用于估算此类钢管-插板连接的K型节点极限承载力的建议计算方法。关键词：K型插板节点，焊接温度场，残余应力，承载力I 重庆大学硕士学位论文II 英文摘要ABSTRACTTheKtypeflashboardjointisusedinthesteeltowerstructurefrequently,Thethebearingcapacityresearchofthejointisoneofthemaincontentofthesteeltowerdesign.SinceKtypeflas

6、hboardjointsconnectbywelding,theinfluenceofweldingresidualstressalwayscan'tbeavoidedintheprocessofbearingcapacitystudy.Accurateanalysisoftheresidualstressisnecessaryforsolvingthereasonablebearingcapacity,sotherewillberesearchoftheresidualofKtypeflashb

7、oardjointinthispaper.Theresultsoftheweldingtemperaturefieldandstressfieldareobtainedbyfiniteelementnumericalmethod,anddeterminingwhetheraccordwiththeactual.Loadoftheweldingstressfieldatthesametimetosolvethemodel,gettingthenodecapacity,consideringthewe

8、ldingresidualstress,itisconcludedthattheKtypebearingcapacitynumericalflashboardnode,exceptforputtingforwardasuggestingcalculationmethod.Thispaperwillmainlymakethefollowingresearchworks:①Ktypeflashboardjointfiniteelementmodelisestablished,inclu