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桥梁钢箱杆件焊接变形数值模拟研究
| 论文题名： | 桥梁钢箱杆件焊接变形数值模拟研究 |
| 关键词： | 钢桥;箱型杆件;焊接变形;数值模拟 |
| 摘要： | 箱型杆件作为钢桥中一种常用的构件，在桁架梁桥、桁架拱桥、悬索桥加劲梁和斜拉桥加劲梁中均有广泛应用。箱型杆件制造中的焊接变形问题一直影响着生产效率和生产质量。鉴于箱型杆件制造过程中存在焊接变形问题，本文根据热弹塑性有限元法，借助ANSYS有限元计算工具，以截面尺寸40cm×40cm，板厚2cm，长度2m的箱型杆件作为研究对象，模拟箱型杆件四条通长主焊缝的焊接过程，分析了几种变形的形成规律，以期达到预测和控制箱型杆件焊接变形的目的。 本文主要的研究内容和结论如下: (1)总结了钢箱杆件工厂装配和焊接的流程，据此建立焊接变形的热弹塑性有限元模型。介绍了模型中边界条件、材料参数、焊接热源参数等对计算结果的影响，并给出确定上述参数的方法，其可为其他焊接数值模拟分析提供借鉴; (2)计算了四种焊接顺序下钢箱杆件的收缩、弯曲和扭转变形，并与经验公式的计算结果进行了对比，验证了数值模拟的可靠性。总结出四条主焊缝焊接时的相互作用规律，在目前工厂采用的焊接工艺下，四条主焊缝产生的扭转变形较小，但是弯曲变形需要采取措施进行控制; (3)总结了目前常用的箱型杆件焊接变形控制措施。焊缝焊接时所处的应力状态对焊接压缩塑性应变的形成有较大影响，同样也会影响焊接变形。通过冷却时间控制和预应力控制改变待焊焊缝的应力状态，提出了两种可行的焊接变形随焊控制措施。 |
| 作者： | 刘赛智 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 李亚东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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