焊接残余应力对焊接构件的刚度和稳定性有重要影响,然而,目前尚未对GJ钢焊接构件中焊接残余应力分布进行研究。本文以通用有限元软件ANSYS作为分析工具,以GJ钢板焊接方管为研究对象,对其焊接过程的温度场和应力场进行模拟。以实际焊接过程为依据,考虑较厚板焊接通常采用多层焊,建立焊接方管的多层焊的三维几何模型,并采用高温下钢材的物理性能参数,以基于生死单元的焊接热源加载模型为移动焊接热源,编制焊接温度场和应力场分析的APDL命令流进行分析,获得焊接方管焊接温度场随时间变化的曲线和最终残余应力分布规律。运用盲孔法对GJ钢板焊接方管的残余应力进行实例测定,通过对测定数据的分析整理,拟合出焊接方管残余应力的分布曲线,得到其截面残余应力的分布模式,并与理论分析数据进行对比,归纳作为影响焊接方管稳定承载力实验的因素,为后续对其计算模式不定性的分析提供基础数据。通过数值模拟分析及实验测定发现:焊接方管纵向残余应力的实测和理论计算分布模式相似;残余压应力分布接近于水平直线,残余拉应力的最大值达到钢材的屈服强度;壁板外表面和内表面的残余应力数值不同;焊接工序对焊接方管的纵向残余应力分布有显著影响,先焊焊缝附近的残余应力数值小于后焊焊缝附近的残余应力。