第三章第五节焊接残余应力.pptVIP

第三章 钢结构的连接 3.5 焊接残余应力与焊接残余变形 思考 : 焊接残余应力是怎样产生的？ 对钢构件产生哪些不利影响？ 3.5.1焊接残余应力的产生 产生焊接残余应力的根本原因： 施焊时，焊缝及热影响区的热膨胀因周边材料的约束而被塑性压缩。 3.5 焊接残余应力与焊接残余变形 三个因素： 1、钢材本身有热胀冷缩的性质，且随温度升高屈服强度降低 2、焊接过程有不均匀加热过程 3、钢材伸缩受到外界或内部的约束 第三章 钢结构的连接 3.5 焊接残余应力与焊接残余变形 D、E:刚性体，A、B、C:3根钢杆 长度 ，端部与刚性体可靠连接 ?钢杆模型斒苋裙谭治? 1）自室温起加热B杆 B杆受压，A、C杆受拉； 2）加热B杆至红塑状态 A、B、C杆内力为零， 注意：若无A、C杆的约束，B杆应热胀伸长 ；该阶段，B杆长度被塑性压缩 ； 第三章 钢结构的连接 3.5 焊接残余应力与焊接残余变形 红塑状B杆以为初始长度开始收缩，设至初始温度时收缩量应为 ，由于A、C杆的约束，B杆收缩仅完成 （A、C杆被压缩了 ），尚有 未能完成，故B杆受拉，A、C杆受压； 3）冷却B杆至初始温度 第三章 钢结构的连接 3.5 焊接残余应力与焊接残余变形 当模型中的B杆由室温被加热至红塑状态，然后再冷却至初始温度后，B杆截面将会有一永存的拉应力，而A、C杆截面将出现永存的压应力，上述应力即称为残余应力。 两块钢板用对接焊缝连接，与3钢杆模型 比， 焊缝及热影响区相当于模型中B杆， 两侧约束区 相当于模型中A、C杆 结论 第三章 钢结构的连接 3.5 焊接残余应力与焊接残余变形 得到（b）中所示的焊接残余应力分布。唯一的区别是： （a）得到离散的残余应力分布， （b）产生的是连续残余应力分布 焊接残余应力分布 第三章 钢结构的连接 3.5 焊接残余应力与焊接残余变形 1 任意方向的残余应力在任意截面上的积分为零； 在垂直焊缝截面上，焊缝截面及热影响区存在残余拉应力，约束区存在压应力； （要求：根据焊接构件截面绘出残余应力分布图） 3 平行焊缝截面上，焊接残余应力与施焊顺序相关，分布复杂 3.5.2 焊接残余应力 分布规律 第三章 钢结构的连接 3.5 焊接残余应力与焊接残余变形 1 对结构静力强度影响： 对具有一定塑性的材料，静载作用下不会影响强度。 3.5.2 焊接残余应力的影响 第三章 钢结构的连接 3.5 焊接残余应力与焊接残余变形 2 降低结构的刚度； 第三章 钢结构的连接 3.5 焊接残余应力与焊接残余变形 4 容易使钢构件发生脆断； 5 降低材料疲劳强度； 3 降低受压杆件的稳定承载力； 第三章 钢结构的连接 3.5 焊接残余应力与焊接残余变形 施焊时被塑性压缩的焊缝区冷却时收缩，引起焊接残余变形。 1）焊缝纵向收缩引起的构件纵向缩短；预留收缩量； 2）焊缝纵向收缩引起的马刀形变形；三角区加热； 3）焊缝纵向收缩引起的薄板翘曲；点加热（区域加热； 4）焊缝横向收缩引起的蘑菇状变形；机械矫正或线加热； 5）焊缝不均匀收缩引起的扭曲变形；矫正非常困难。 3.5.4 焊接残余变形及矫正 第三章 钢结构的连接 3.5 焊接残余应力与焊接残余变形 施焊时被塑性压缩的焊缝区冷却时收缩，引起焊接残余变形。 焊接残余变形及其矫正 第三章 钢结构的连接 3.5 焊接残余应力与焊接残余变形 3.5.4 焊接残余变形及矫正 第三章 钢结构的连接 3.5 焊接残余应力与焊接残余变形 第三章 钢结构的连接 3.5 焊接残余应力与焊接残余变形 3.5.4 焊接残余变形及矫正 第三章 钢结构的连接 3.5 焊接残余应力与焊接残余变形 典型截面的焊接残余应力 第三章 钢结构的连接 3.5 焊接残余应力与焊接残余变形 3.5.5 残余应力对钢压杆承载力的影响 第三章 钢结构的连接 3.5 焊接残余应力与焊接残余变形 3.5.5 残余应力对钢压杆承载力的影响 第三章 钢结构的连接 3.5 焊接残余应力与焊接残余变形