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大尺寸钢结构焊接工字形受弯构件在实际工程中得到应用,由板件稳定理论可知,板件宽厚比过大,将导致板件局部屈曲先于构件的整体屈曲发生,进而影响构件的整体承载力。残余应力作为构件中的一种初始缺陷,使截面的一部分提前进入屈服,造成构件稳定承载力的降低。许多学者都对宽厚比和残余应力对构件性能的影响进行了研究,但关于残余应力在宽厚比超限的焊接工字形受弯构件中分布形式的相关研究较少。因此,本文通过对宽厚比超限的焊接工字形受弯构件进行残余应力研究,为研究此类构件中残余应力对构件性能的影响提供了参考。
本文以宽厚比超限的焊接工字形受弯构件为研究对象,通过试验研究和数值模拟相结合的方法对此类构件的残余应力进行研究。
在试验研究中,基于盲孔法的测量原理,对八个宽厚比超限的焊接工字形截面受弯试件的残余应力进行了测试。通过对试验测试数据的分析整理,得出了宽厚比超限的焊接工字形构件残余应力的分布情况,并分析了材料参数和尺寸参数对焊接残余应力的影响。
在数值模拟分析中,基于ANSYS有限元分析软件,建立了焊接温度场和应力场的三维移动热源有限元模型,在分析中考虑了材料热物理和力学性能随温度的变化,通过采用间接耦合法对温度场和应力场进行了数值模拟分析。通过分析,得出了不同时刻的温度场、特定路径上节点的温度.时间历程曲线和残余应力分布。并通过将试验中得出的残余应力数据与有限元分析的结果进行对比分析,验证了有限元模型的准确性。并在此基础上,对此类构件的残余应力进行了参数分析。