【摘 要】
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网架结构作为大跨空间结构主要的结构型式之一,广泛应用于工业建筑和公共建筑中。而焊接空心球节点是网架结构中应用最为广泛的节点型式,节点中焊缝的质量影响节点的安全性,因此有必要展开对焊接空心球节点管球焊缝焊趾处的研究。本文以带初始缺陷（焊接残余应力）的焊接空心球节点为研究对象,通过试验和数值模拟探索焊接残余应力以及其对焊接空心球节点疲劳性能的影响。本文具体研究内容、方法和研究成果如下:1、使用Visu
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网架结构作为大跨空间结构主要的结构型式之一,广泛应用于工业建筑和公共建筑中。而焊接空心球节点是网架结构中应用最为广泛的节点型式,节点中焊缝的质量影响节点的安全性,因此有必要展开对焊接空心球节点管球焊缝焊趾处的研究。本文以带初始缺陷（焊接残余应力）的焊接空心球节点为研究对象,通过试验和数值模拟探索焊接残余应力以及其对焊接空心球节点疲劳性能的影响。本文具体研究内容、方法和研究成果如下:1、使用Visual-Environment软件并且调用Sysweld计算模块模拟了焊接空心球节点的两种焊脚尺寸（焊缝宽度4mm,焊缝高度8mm;焊缝宽度3mm,焊缝高度9mm）。得到了焊接空心球节点管球焊缝焊趾处的温度场和应力场,获得了两种焊脚尺寸下焊接残余应力的分布和大小。2、基于盲孔法和超声冲击法,借助自行设计的新型台座和超声冲击机完成了焊接空心球节点的管球焊缝焊趾处焊接残余应力的测定和消除。对最终试验结果进行塑性修正并将结果绘制成样条曲线进行对比分析,得到了带缺陷焊接空心球节点管球焊缝焊趾处焊接残余应力的分布和大小以及超声冲击消除焊接残余应力的程度。3、以带缺陷焊接空心球节点为研究对象,借助Amsler疲劳试验机完成了节点的静力加载试验和常幅疲劳试验。通过静力加载得到焊趾处的名义应力,从而预测了节点断裂位置。通过疲劳试验得到了带缺陷焊接空心球节点的常幅疲劳性能,将钢管管趾的疲劳数据结果绘制成S-N曲线,根据S-N曲线提出了带缺陷焊接空心球节点钢管焊趾处的疲劳设计方法。本文为节点焊接残余应力的测定提供了依据,并且为盲孔法钻孔台座的设计提供了参考依据。此外,进行带缺陷焊接空心球节点的常幅疲劳试验也为国家规范的修订提供了宝贵依据和理论参考。
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