钢桥面板U肋焊接残余应力影响因素分析

为了进行钢桥面板U肋焊接残余应力精确计算及影响因素定量分析,以星海湾跨海大桥钢桥面板U肋为研究对象,在ABAQUS有限元软件中,建立钢桥面板U肋局部模型,通过自编的Dflux子程序,进行双椭球热源的加载,模拟V型坡口焊的焊接过程,得到顶板与U肋板残余应力分布,从而研究顶板板厚与焊接坡口角度2种因素对U肋焊接残余应力的影响。结果表明:本文的分析方法得到的焊接残余应力计算结果与前人试验数据结果对比,两者吻合较好,本文分析方法有效;顶板与U肋板在靠近焊缝处都出现最大残余拉应力,且均超过材料的屈服极限;随着顶板板厚增大,顶板与U肋板的残余拉应力峰值增大;而随着坡口角度增大,顶板与U肋板的残余拉应力峰值则减小。

钢桥面板U肋焊接处残余应力影响因素

以某跨海大桥钢桥面板U肋为研究对象,用ProCAST软件对钢材焊点残余应力进行计算机模拟,在冷却条件和稳态条件下,计算顶板与U肋间的纵向残余应力,改变顶板厚度、顶板宽度、焊件长度、U肋高度、坡口角,分析不同因素对残余应力的影响。结果表明:在稳态条件下,顶板宽度、U肋高度和坡口角对钢材U肋焊接处的残余压应力影响显著,而顶板厚度和焊件长度对焊接处残余压应力影响不明显。因此用顶板上缘和U肋内侧计算钢材残余应力是最优方案。

U肋加劲钢桥面板焊接残余应力分布及参数分析

文章为了探究U肋加劲钢桥面板焊接残余应力的分布规律,在ABAQUS软件中参照实际U肋加劲钢桥面板构件建立其有限元模型,并对其焊接过程进行了仿真模拟。采用先前实测数据对残余应力模拟结果进行了验证,二者吻合较好。在此基础上,文中进一步分析了面板厚度、熔透率和焊接约束条件3个因素对残余应力场分布的影响,研究发现:面板厚度的增加使得上下表面横向残余应力在焊缝区的峰值大体上增大,反而在远离焊缝区域减小,整体应力梯度趋缓;熔透率对上下表面横向焊接残余应力的影响较为明显,熔透率增加会使得远离焊缝处的横向拉应力发生增长;不同的夹持约束条件对焊接残余应力的影响比较明显,不当的约束会大大增加焊接残余应力数值和分布范围,因此不可忽视。