焊接时,加热和冷却循环总会导致一定程度的变形,焊接变形对尺寸稳定性以及结构力学性能都有很大的影响,控制焊接变形在焊接加工中是一个关键的任务。 在钢结构焊接中,焊接工艺会使构件温度场产生不均匀变化,从而在构件中产生复杂的残余应力分布。残余应力是一种自相平衡的力系,当构件承受荷载时,如受拉、受压等,荷载引起的应力将与截面残余应力相叠加,从而使构件某些部位提前达到屈服强度,并发生塑性变形,故会严重降低构件的刚度和稳定性以及结构疲劳强度。 对构件进行焊接,在焊件上产生局部高温的不均匀温度场,焊接中心处温度可达1600℃,高温区的钢材会发生较大程度的膨胀伸长,但受到相邻钢材的约束,从而在焊件内引起较高的温度应力,并在焊接过程中,随时间和温度而不断变化,称其为焊接应力。焊接应力较高的部位,甚至将达到钢材的屈服强度而发生塑性变形,因而钢材冷却后将有残存于焊件内的应力,称为焊接残余应力。并且在冷却过程中,钢材由于不能自由收缩,而受到拉伸,于是焊件中出现了一个与焊件加热方向大致相反的内应力场。
建筑工程钢结构焊接过程模拟与焊接变形、焊接ansys应力有限元分析(详细图解分析)-图一
建筑工程钢结构焊接过程模拟与焊接变形、焊接ansys应力有限元分析(详细图解分析)-图二
建筑工程钢结构焊接过程模拟与焊接变形、焊接ansys应力有限元分析(详细图解分析)-图三
建筑工程钢结构焊接过程模拟与焊接变形、焊接ansys应力有限元分析(详细图解分析)-图四
建筑工程钢结构焊接过程模拟与焊接变形、焊接ansys应力有限元分析(详细图解分析)-图五