钢桥面横隔板弧形切口残余应力分布特性研究

作     者：杜柏松 许振波 周文静 钟志权 DU Baisong;XU Zhenbo;ZHOU Wenjing;ZHONG Zhiquan

作者机构：重庆交通大学土木工程学院重庆400074 

出 版 物：《重庆交通大学学报（自然科学版）》 (Journal of Chongqing Jiaotong University(Natural Science))

年 卷 期：2022年第41卷第1期

页      面：59-66页

学科分类：08[工学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：重庆市自然科学基金面上项目(cstc2019jcyj-msxmX0624)。 

主　　题：桥梁工程 正交异性钢桥面板 弧形切口 残余应力 有限元分析 

摘      要：为研究正交异性钢桥面横隔板过焊孔及弧形切口处残余应力分布特性,建立了顶板、纵肋、横隔板焊缝连接的三维有限元模型,基于热弹塑性有限元方法对焊接动态过程进行数值模拟,分析了温度场和应力场的动态变化过程,并通过实测数据验证了有限元计算的正确性。研究结果表明:纵肋-横隔板焊缝距起弧端20 mm范围内,横向残余应力受顶板-纵肋焊缝初始残余应力影响显著,与初始角焊缝距离越远初始应力对残余应力影响越小;纵肋-横隔板焊缝采取间接焊法产生的残余应力振幅小;弧形切口0~180°测点的切向应力分布趋势符合余弦函数在一个周期内变化规律,其中法向与纵肋平行测点的切向应力值最大;横隔板厚度变化对过焊孔位置残余应力变化不明显;顶板下表面过焊孔处残余应力极值点、应力梯度极值点分别位于横隔板起弧端焊趾、焊根部位;在不影响钢桥面板构造完整性的基础上,可以增大过焊孔半径以降低开口残余应力。