混合鋼U肋加勁板焊接殘余應力影響因素分析

趙 秋， 郭智勇， 袁輝輝， 陳美忠

(福州大學土木工程學院， 福建 福州 350116)

混合鋼U肋加勁板焊接殘余應力影響因素分析

趙 秋， 郭智勇， 袁輝輝， 陳美忠

(福州大學土木工程學院， 福建 福州 350116)

建立三維熱彈塑性有限元模型， 對混合鋼U肋加勁板的焊接溫度場和應力場進行模擬， 并應用盲孔法殘余應力測試試驗驗證了該數值模擬方法的正確性. 應用經驗證的焊接殘余應力數值模擬方法， 研究散熱系數、 焊接有效功率、 熔池面積大小、 焊接速度變化對混合鋼U肋加勁板焊接殘余應力分布與大小的影響. 結果顯示， 焊接有效功率對混合鋼U肋加勁板的殘余應力分布的影響最大， 其次為熔池面積及焊接速度， 散熱系數影響很小； 母板和U肋的殘余拉應力和殘余壓應力大小、 殘余拉應力區分布寬度、 母板殘余拉應力合力和殘余壓應力合力， 與焊接有效功率和熔池面積大小成正比變化， 與焊接速度成反比變化； 而U肋殘余拉應力合力和殘余壓應力合力， 與焊接有效功率成正比變化， 與熔池面積大小和焊接速度成反比變化.

鋼橋； 焊接殘余應力； 熱彈塑性； 有限元模擬； 混合鋼U肋加勁板

0 引言

帶U肋的加勁板是橋梁鋼箱梁頂底板的主要受力構件. 如U肋與母板采用不同強度等級的鋼材進行設計， 可提高材料的使用效率， 這樣的加勁板稱為混合鋼U肋加勁板. U肋與母板連接處在電弧焊接過程中， 由于局部急劇加熱使得焊縫及其附近區域的溫度分布極不均……