含未焊透缺陷网架焊接空心球节点应力分析

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1、西南交通大学硕士学位论文含未焊透缺陷网架焊接空心球节点应力分析姓名：吕东莉申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：雷斌隆20040301匿南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要焊接空心球节点是我国目前应用较广的一种节点，钢管与球节点的连接环焊缝是全方位焊接、难度大、焊接环境较差，因此网架焊缝内不可避免存在各种焊接缺陷，其中根部钝边未焊透是球管焊缝中最常见的危险性缺陷，该缺陷直接影响到网架结构的承载能力。为了保证空心球节点的安全可靠，准确了解未焊透缺陷对空心球节点应力分布的影响是十分重要的课题。本文在总结前人和剖析有限元理论的基础上

2、，采用有限元软件ANSYS6．1对焊接空心球一钢管节点进行了有限元分析。对焊接空心球节点整体模型进行应力计算分析；计算了空一II,球与钢管连接处在含有未焊透缺陷时的应力集中系数：研究了未焊透深度、补强环焊缝焊脚长度对球节点应力集中的影响；讨论了对含超标未焊透缺陷的空心球节点，采用角焊缝补强工艺的可行性；利用基于断裂力学理论发展起来的焊接结构安全评定方法，对该空心球节点中未焊透缺陷对网架结构断裂安全性的影响进行安全评定，证实了采用补强环焊缝的方法能保证焊接空心球节点的安全使用。本文应用数值模拟方法计算分析了含未焊透缺陷的空心球节点的应力分

3、布，克服了试验测量方法费时费力、受许多条件限制等缺点，反过来还能验证试验测试的结果。因此本文的研究成果对科学研究和工程实际都具有重要意义。关键词：空心球节点；未焊透；焊脚长度；有限元分析：安全评定西南交通大学硕士研究生学位论文第11页AbstractPresently,theweldedemptysphereandsteeltubejointisappliedwidely．Thecircleweldingseamfracturesofsteeltubeandemptysphereisweldedinfallorientationdiff

4、icultlyandtheweldingcircumstanceisbad．Sothema坪kindsofweldingdefectsunavoidable．Amongthesedefects，incompletely盈kdgroovedefectisoneofthemostdangerousdefects．Thcrcfore，itisanimportantsubjecttOaccuratelyestimatetheeffectofincompletelyfilledgl'ooveonweldedemptyspherejoint’Sst

5、ressdistribution,ensuringthejoint’Ssafety．BasedonsummarizingtheresultsoftheformerresearchersanddissectingthetheoryofFEM(finiteelementmethod)，theFEMsoRwareANSYS6．1isconductedontheweldedemptysphereandsteeltubejointinthispaper．Thestressofwholecalculatingmodelisstudied；stres

6、sconcentrationcoefficientunderincompletelyfilledgroovedefectaroundthejointofemptysphereandsteeltubeiscalculated；effectsoftheincompletelyfilledgroovedepthandtheleglengthofreinforcedcircleweldingseamonspherejoint’SStl陀SSconcentrationisstudied；Discussionisdoneonthefeasibili

7、tyofreinforcingthesuper-sculedincompletelyfilledgroovespherejointwithfilletweld,themethodsfor鞠挹哆assessmealtforweldedstructurewhichbasedOilthedevelopmentoffi-acturemechanicsareappliedtoassessingthesafetyofweldedemptyspherejointwithincompletelyfilledgroovedefectandensuring

8、thesafetyofweldedemptyspherejointreinforcedwithfilletweld．Thestressdistributiononweldedemptyspherejoint