119 / 2021-04-08 00:01:28

钢桥典型焊接接头残余应力分布及其对应力强度因子的影响研究

钢桥；典型焊接接头；残余应力；空间分布；权函数法；应力强度因子

随着我国经济的持续发展，陆地交通运输日益繁忙，对于钢桥等基础设施的建设需求也越来越大。焊接技术为钢桥的快速兴建提供了必要手段，逐渐取代了传统的栓接和铆接，成为了钢桥的主要连接方式。然而，焊接是一个不均匀的快速加热和冷却的过程，焊后不可避免会在焊接接头中引入残余应力。焊接残余应力是引起结构疲劳开裂的主要原因之一。当前，焊接钢桥的疲劳开裂问题日益突出，考虑残余应力和构造细节的疲劳寿命评估也逐渐成为了钢桥领域的研究热点。

本研究针对钢桥中对接焊接头和U肋加劲板焊接接头，开展了残余应力测试和数值模拟方面的研究。研究表明：残余应力测试结果与模拟结果吻合较好，且残余应力在板厚方向存在明显的应力梯度，即空间分布特性。在此基础上基于权函数法和有限元法，进一步研究了不同裂纹几何形态下（纵横比和相对深度）焊接残余应力空间分布对半椭圆表面裂纹应力强度因子的影响。