钢桥面板T形焊接接头疲劳裂纹扩展数值模拟

摘要

为研究残余应力对焊接构件疲劳性能的影响,建立热力耦合有限元模型模拟钢桥面板G U肋焊接过程中温度应力,并应用子程序进行热处理分析;使用扩展有限元建立断裂模型,以热处理分析结果为初始条件分析断裂情况.结果表明,热处理后残余应力大幅度减少,横向残余应力峰值最大下降91%,纵向残余应力峰值最大下降92%,焊接节点疲劳寿命比热处理前增加10万次;热处理可极大减少残余应力,但加热速率、保温时间对热处理释放残余应力性能的提升作用不明显;钢桥面板GU肋焊接接头处Ⅰ型裂纹决定裂纹扩展快慢与方向,Ⅱ型和Ⅲ型裂纹导致疲劳裂纹扩展过程中出现轻微转向,不可忽略.

关键词

桥梁 / T形焊接接头 / 疲劳裂纹 / 焊后热处理 / 疲劳寿命 / 断裂力学 / 残余应力