Q460高强钢管环形对接焊缝残余应力分析_中国煤炭行业知识服务平台

Q460高强钢管环形对接焊缝残余应力分析

太原理工大学学报
网络首发时间：2024-03-22 14:14:11

作者

王世杰郭琪闫月勤张凤仙李海旺
单位

太原理工大学土木工程学院山西五建集团有限公司
摘要

焊接残余应力会降低结构的疲劳强度、稳定性和刚度，其大小和分布直接影响结构的服役状态；高强钢屈强比大、强度储备低，在焊接残余应力的影响下，面临更加严峻的安全挑战。本文基于试验验证了双椭球热源方法分析Q460高强钢对接焊缝残余应力的可行性和准确性，在此基础上，参数化分析了曲率（k）、壁厚（t）以及径厚比（d/t）等设计参数对Q460弯曲钢管焊接残余应力峰值和分布的影响规律。结果表明，在环向应力方面，残余拉应力峰值随曲率、径厚比和壁厚线性增大；在轴向应力方面，残余拉应力峰值随壁厚和曲率增大，随径厚比减小。钢管曲率k还引起了轴向残余拉应力次峰值的出现，次峰值的出现扩大了残余应力的影响范围，导致焊接热影响区范围扩大了约50%。建议大直径管件应用时曲率控制在1/20000以内，壁厚宜小于25mm。
关键词

Q460高强钢环形对接焊缝残余应力曲率
文章目录

1 数值分析模型
1.1热源模型
1.2有限元建模
1.3材料参数
2.试验验证
2.1温度场分析
2.2应力场分析
2.3分析结果验证
3.参数化分析
3.1曲率k对试件焊接残余应力的影响
3.2径厚比d/t对试件焊接残余应力的影响
3.3壁厚t对试件焊接残余应力的影响
4.结论
相关文章

[1]Q460C高强焊接圆钢管外表面残余应力试验研究