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1、第40卷第12期哈尔滨工业大学学报Vol140No1122008年12月JOURNALOFHARBININSTITUTEOFTECHNOLOGYDec.2008焊接工字梁应力集中的有限元分析11,21李莹,黄侨,唐海红(1.哈尔滨工业大学桥梁工程研究所,哈尔滨150090,E-mai:lly-little@tom.com;2.东南大学桥梁与隧道工程研究所,南京210096)摘要:应力集中对焊接钢桥的疲劳寿命影响非常显著.为了研究焊接结构几何上的差异对焊趾应力集中系数的影响,通过有限元方法模拟结构的细部受力状态,计算出细
2、部的应力集中系数,并分析了结构几何参数对应力集中系数的影响.对桥梁常用的工字形钢梁的横隔板与主梁翼板连接处的焊缝进行了细部有限元分析.结果表明:细部有限元网格尺寸不能取得过大,否则会影响应力集中系数的计算精度;底板厚度和横隔板厚度对焊趾应力集中系数的影响不大;焊脚长度和焊趾过渡圆弧半径对应力集中系数均有影响.关键词:应力集中;工字形钢梁;几何参数;有限元分析中图分类号:U448136文献标识码:A文章编号: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近年来,随着经济的发展对桥梁等交通基础免或降低结构的应力集中.随着有限元计算技术设施的需求以及钢材、焊接、计算机、制造和施工的日益完善,在结构的设计阶段则可以通过有限等技术水平的不断改进,大跨径钢桥在我国得到元方法来模拟结构的细部受力状态,研究结构几了飞速的发展.由于采用不同的焊接工艺,疲劳问何参数对应力集中的影响.题更加复杂化.某些焊接细节的疲劳强度较低,而根据国内外文献资料,在对接接头的应力集[1~3]且焊接易产
8、生残余应力以及焊缝气泡、咬边、熔接中系数的有限元分析方面研究最多,T型接不良等焊接缺陷从而造成局部应力集中,使疲劳头和十字型接头应力集中系数的有限元分析方面[4~6]强度降低.应力集中对结构的疲劳寿命影响非常也有研究.在桥梁结构中,工字形钢板梁应用显著.为了提高结构的疲劳寿命,需要尽可能地避十分广泛,工字梁的横隔板与主梁翼板连接的
