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《“Y”型圓管焊縫交叉相貫節(jié)點的試驗研究(I)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、重慶大學碩士學位論文“Y”型圓管焊縫交叉相貫節(jié)點的試驗研究姓名：李林申請學位級別：碩士專業(yè)：結(jié)構(gòu)工程指導(dǎo)教師：崔佳2010-05中文摘要摘要鋼管結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡潔，造型優(yōu)美，是許多大空間、大跨度建筑如體育館、地鐵站、機場航站樓、展覽館、大型工業(yè)廠房的首選結(jié)構(gòu)形式，在這些鋼管結(jié)構(gòu)中不可避免的會出現(xiàn)焊縫交叉的相貫節(jié)點。焊縫交叉部位由于多次施焊，焊接區(qū)反復(fù)受熱，將產(chǎn)生較大的焊接殘余應(yīng)力，特別是若焊縫區(qū)域存在三向同號應(yīng)力場時，結(jié)構(gòu)受力后，由于節(jié)點材料的塑性變形發(fā)展受到限制，將增加材料的脆斷傾向，甚至使節(jié)點產(chǎn)生脆性破壞。而且在交叉焊縫及其附近主體金屬的殘余應(yīng)力通常會達到鋼材的屈服
2、點，此部位也正是形成和發(fā)展疲勞裂紋最為敏感的區(qū)域。以往相貫焊縫的研究尚不多，更沒有專門針對圓管焊縫交叉相貫節(jié)點的試驗研究，也沒有相關(guān)資料可供參考，因此，研究“Y”型圓管焊縫交叉相貫節(jié)點的變形和受力性能是十分必要的。本文先通過有限元軟件ANSYS模擬“Y”型圓管相貫節(jié)點，初步得到節(jié)點區(qū)域應(yīng)力、變形的分布情況和變化規(guī)律以及節(jié)點的極限承載力，然后進行三個試件的模型試驗。主要的研究內(nèi)容及結(jié)論如下：①通過有限元建模，分析節(jié)點的Mise應(yīng)力云圖與塑性區(qū)擴展過程以及破壞模式；采用弧長法，算出了節(jié)點的荷載—支管軸向位移曲線，依據(jù)失效準則，得出節(jié)點的極限承載力。②采用超聲波探傷儀對
3、節(jié)點區(qū)域?qū)迎h(huán)焊縫進行跟蹤檢測，以了解焊縫內(nèi)部缺陷受力后的發(fā)展過程；通過檢測可知，對接焊縫受豎向靜壓力影響較小。③在節(jié)點區(qū)域適當位置布置應(yīng)變測點，以了解節(jié)點區(qū)域應(yīng)力應(yīng)變分布情況和變化規(guī)律；根據(jù)實測數(shù)據(jù)結(jié)合有限元分析，得出節(jié)點區(qū)域殘余應(yīng)力的分布曲線；結(jié)果表明，橫向和環(huán)向殘余應(yīng)力的分布較復(fù)雜，存在拉壓的轉(zhuǎn)變。④在節(jié)點區(qū)域適當位置布置位移測點，以了解節(jié)點變形過程，依據(jù)失效準則，得出節(jié)點的極限承載力。通過試驗數(shù)據(jù)與有限元結(jié)果對比分析，可知交叉焊縫對節(jié)點的靜力承載力沒有太大的影響。⑤通過破壞試驗，觀察節(jié)點的最終破壞模式和殘余變形，結(jié)合實測試驗數(shù)據(jù)判定節(jié)點區(qū)域的薄弱部位，并為
4、以后工程設(shè)計提供試驗依據(jù)。關(guān)鍵詞：鋼管桁架，節(jié)點試驗，交叉焊縫，極限承載力，破壞模式I英文摘要ABSTRACTThesteeltubularstructure,whichisbriefconstructionandbeautifulappearance,isthefirstchoiceforlarge-spanspacestructures,suchasgymnasium,airportterminal,subwaystations,andlargeindustrialbuildings.Thejointswithcrossweldsoccuringinthese
5、steeltubularstructuresareinevitably.Meanwhile,theweldingprocessarecarriedoutmanytimesatthecrosssitewiththewelddistrictbeingheatedrepeatly,whichwillproducelargerweldingresidualstress.Especiallynearbythecross-weld,therewillbethreedimensionalstresseswhichareinthesamedirection,andduetothe
6、plasticdeformationdevelopmentofthematerialatthejointsislimited,itwillincreaseitsbrittlefracturetendency,evencausesthebrittlefailureatthejoints.Usually,theweldingresidualstresswillreachthesteelyieldpointatthecrosssiteandthenearbymainmentalwhereisthemostsensitiveareasoftheformationandde
7、velopmentoffatiguecrack.Itaffectstheultimatecapacityofthejointandreducesthestructure'ssafetyproperties.Therearenostudiesonthecrossweldinthepast,almostnoteststudiesonthecrossweldoftubularjointsandnorelatedreferencematerial.Therefore,itisnecessarytostudytheeffectofweldingresidualstresso
8、fcros
