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1、第40卷第12期哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報Vol140No1122008年12月JOURNALOFHARBININSTITUTEOFTECHNOLOGYDec.2008焊接工字梁應(yīng)力集中的有限元分析11,21李瑩,黃僑,唐海紅(1.哈爾濱工業(yè)大學(xué)橋梁工程研究所,哈爾濱150090,E-mai:lly-little@tom.com;2.東南大學(xué)橋梁與隧道工程研究所,南京210096)摘要:應(yīng)力集中對焊接鋼橋的疲勞壽命影響非常顯著.為了研究焊接結(jié)構(gòu)幾何上的差異對焊趾應(yīng)力集中系數(shù)的影響,通過有限元方法模擬結(jié)構(gòu)的細部受力狀態(tài),計算出細
2、部的應(yīng)力集中系數(shù),并分析了結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)對應(yīng)力集中系數(shù)的影響.對橋梁常用的工字形鋼梁的橫隔板與主梁翼板連接處的焊縫進行了細部有限元分析.結(jié)果表明:細部有限元網(wǎng)格尺寸不能取得過大,否則會影響應(yīng)力集中系數(shù)的計算精度;底板厚度和橫隔板厚度對焊趾應(yīng)力集中系數(shù)的影響不大;焊腳長度和焊趾過渡圓弧半徑對應(yīng)力集中系數(shù)均有影響.關(guān)鍵詞:應(yīng)力集中;工字形鋼梁;幾何參數(shù);有限元分析中圖分類號:U448136文獻標(biāo)識碼:A文章編號:0367-6234(2008)12-1999-04Finiteelementanalysisonstresscon
3、centrationofweldedI-beam11,21LIYing,HUANGQiao,TANGHa-ihong(1.InstituteofBridgeEngineering,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150090,China,E-mai:lly-little@tom.com;2.InstituteofBridgeandTunnelEngineering,SoutheastUniversity,Nanjing210096,China)Abstract:Stressconce
4、ntrationhasgreatinfluencesonfatiguelifeofweldedsteelbridges.Inordertostudythestressconcentrationfactorsofweldtoesinfluencedbythedifferencesofstructuregeometry,thestressstateofstructuredetailswassimulatedbyfiniteelementways,thestressconcentrationfactorwascalculat
5、ed,andtheinfluencesofstructuralgeometricparametersonthestressconcentrationfactorwereanalyzed.TheweldinglineofdiaphragmplateandthemainI-beamusedcommonlyinbridgeswasanalyzedusingthefiniteelementmethod.Theresultsshowthatthedimensionoffiniteelementgridofdetailscanno
6、tbetoobig,oritcaninflu-encethecalculationprecision;thethicknessofbottomslabanddiaphragmplatehaslittleinfluenceonthestressconcentrationfactor;theweldedfeetdimensionandthetransitionarcradiusofweldtoeshaveinfluencesonstressconcentration.Keywords:stressconcentration
7、;I-steelbeam;geometryparameter;finiteelementanalysis近年來,隨著經(jīng)濟的發(fā)展對橋梁等交通基礎(chǔ)免或降低結(jié)構(gòu)的應(yīng)力集中.隨著有限元計算技術(shù)設(shè)施的需求以及鋼材、焊接、計算機、制造和施工的日益完善,在結(jié)構(gòu)的設(shè)計階段則可以通過有限等技術(shù)水平的不斷改進,大跨徑鋼橋在我國得到元方法來模擬結(jié)構(gòu)的細部受力狀態(tài),研究結(jié)構(gòu)幾了飛速的發(fā)展.由于采用不同的焊接工藝,疲勞問何參數(shù)對應(yīng)力集中的影響.題更加復(fù)雜化.某些焊接細節(jié)的疲勞強度較低,而根據(jù)國內(nèi)外文獻資料,在對接接頭的應(yīng)力集[1~3]且焊接易產(chǎn)
8、生殘余應(yīng)力以及焊縫氣泡、咬邊、熔接中系數(shù)的有限元分析方面研究最多,T型接不良等焊接缺陷從而造成局部應(yīng)力集中,使疲勞頭和十字型接頭應(yīng)力集中系數(shù)的有限元分析方面[4~6]強度降低.應(yīng)力集中對結(jié)構(gòu)的疲勞壽命影響非常也有研究.在橋梁結(jié)構(gòu)中,工字形鋼板梁應(yīng)用顯著.為了提高結(jié)構(gòu)的疲勞壽命,需要盡可能地避十分廣泛,工字梁的橫隔板與主梁翼板連接的
