相变和焊接顺序对正交异性钢桥面板焊接变形的影响研究

• 作 者: 刘云
• 发表日期: 2013年期
• 关键词: 正交异性钢桥面板 焊接变形 相变 焊接顺序

正交异性钢桥面板因其具有自重轻、制作简单等优势，已经广泛应用于大、中跨度的桥梁结构中。但其制作过程中产生的焊接变形会对构件的安装带来不利影响，而且还会降低其承载能力，影响其正常使用性能。因此，对正交异性钢桥面板的焊接变形进行准确预测与有效控制具有理论与实际指导意义。本文基于SYSWELD软件平台，从相变以及焊接顺序两个影响因素出发，采用热弹塑性有限元方法，选取双椭球热源模型，模拟了正交异性钢桥面板的焊接变形，并提出控制焊接变形的有效措施。首先，介绍了焊接温度场以及应力应变场的相关理论知识，以带有焊缝余高的低合金钢小试件为例，校核其设定的双椭球热源参数，对比考虑相变与不考虑相变情况下的温度场、残余应力场和焊接变形的变化，证明了相变对低合金钢焊接温度场的影响不大，但是对残余应力和变形的影响不容忽视。然后，以此为基础，在考虑相变的同时，研究了焊接顺序对低合金钢材质的U型肋正交异性板小模型焊接残余应力和焊接变形的影响，确定了最优焊接顺序。最后，设计控制正交异性钢桥面板焊接变形的反变形胎膜，拟合了其形状函数，并指出反变形胎膜在控制横向和纵向焊接变形时的具体使用方法。本文的研究对正交异性钢桥面板的加工制作具有重要参考价值。