考虑真实焊缝的空间KT型圆管承载力分析

空间KT型圆管节点是由三根支管相贯于同一根主管表面而构成的空间结构,在相贯区域通过焊接直接形成。但通常对空间KT节点受力性能分析时,所建立的有限元模型很少涉及到焊缝几何的建立,忽略了细小焊缝形体对整体结构承载性能的影响,可能使分析结果存在误差。为此,通过UG二次开发对模型相贯区域进行B样条曲面模拟渐变焊缝形体,焊剂充分溶入钢管母材,两者分别赋予材料属性,对模拟了真实焊缝几何和未考虑焊缝的空间KT节点进行极限承载力对比分析,基于空间KT节点极限承载力经验公式进行模型验证,研究细小焊缝形体对节点极限承载力的影响。结果表明:仿真结果均低于经验公式计算值,但模拟了真实焊缝几何后的模型仿真结果与经验公式结果更为吻合,偏差仅3.125%,未考虑焊缝的模型仿真结果偏小,可能会低估节点的承载力,利用该焊缝建模技术建立的空间KT节点能更逼近实际焊接结构,可准确预判出该模型的极限承载力。

带有真实焊缝的焊接结构工作应力分析

针对传统的建模软件难以较精确描述焊缝几何的问题,利用UG二次开发的焊缝模块进行焊缝建模,所建立的焊缝能较精确的模拟焊缝真实几何。将带有较真实焊缝形体的焊接结构用于静载工作应力分析,并与实验得出的经验公式对比表明,有焊缝焊接结构模型计算结果更接近实验值,无焊缝模型明显低估了节点的承载力。通过此类焊缝建模能较精确评估出承载时焊缝处受到的工作应力,再结合残余应力,可为结构强度校核,疲劳与断裂分析提供重要依据,具有较强的工程意义。