残余应力对T型截面柱极限承载力影响的研究

来源 :兰州理工大学 | 被引量 : 6次 | 上传用户:wangcong1001
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焊接作为钢结构的主要连接形式广泛使用。焊接过程是一个高度非线性的多场耦合问题,焊接过程会在结构的内部产生相当大的残余应力和变形直接关系到工程质量的好坏、结构的安全,并且对接头的力学性能有着较大的影响。T型接头由于其复杂性,目前对其残余应力的研究相对较少。本文运用有限元软件ANSYS,对T型接头焊接过程温度场和残余应力场进行了分析,利用生死单元技术实现了焊接热源的移动加载和焊缝金属逐步填充的动态模拟。结果表明:焊缝及其热影响区的纵向残余应力均为拉应力,横向残余应力基本全处于拉应力,且纵向残余应力数值大于横向残余应力。腹板处的纵向残余应力在靠近焊缝处为拉应力,其余部分处于压应力,拉应力峰值出现在焊缝区,且拉应力远大于压应力。稳定问题是钢结构的突出问题。由于结构或构件的失稳破坏比较突然,屈曲一旦发生,结构随即崩溃,而残余应力是影响屈曲荷载的重要因素。本文以T型截面柱为研究对象,研究残余应力对其极限承载力的影响。利用ANSYS软件对一定长度的T型截面进行温度场和残余应力场的模拟,对中间截面的残余应力进行分析,提取其残余应力文件,通过外部程序编写初始应力文件直接施加在T型柱上,在考虑了初始缺陷的情况下,对T型柱的极限承载力进行分析。结果表明:由于残余应力的存在使得柱子部分受压部位提前进入弹塑性状态,降低了构件的屈曲荷载,残余应力对受压构件的稳定性影响比较显著,用有限元计算失稳时应考虑残余应力的影响。
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