泊头市绿森源环保有限公司

通过有限元方法，利用瞬态移动热源和生死单元技术模拟焊接过程中的温度场变化，通过热力耦合将瞬时温度作为外荷载施加到实体结构上，形成应力场。对于热轧H型钢的轧制残余应力，我国钢结构规范采用图4(a)的模式[13]。因此模拟轧制过程时，控制H型钢各板件残余拉、压应力幅值为0.3fy，即70.5MPa左右。钢材高温下力学材料性能(弹性模量E与屈服强度fy折减系数)、热学材料性能(导热系数λ、热膨胀系数α、比热容C)均按照《建筑钢结构防火技术规范》[14]取值。为简化计算，忽略辐射的影响，仅考虑对流换热。换热系数取15W·m-2·℃-1。以模型M5为例，考虑对称性，左肢H型钢最终形成的轴向残余应力分布如图4(b)所示。图4(b)表明，H型钢腹板与连接墙板连接处、H型钢后翼缘与墙板连接处由于焊接过程中温度较高冷却较慢而产生较大的残余拉应力，其中，后翼缘与墙板连接处由于焊接次序最末，产生的残余拉应力最大，可达屈服强度fy。残余拉应力自焊接部位向外衰减较快。H型钢前翼缘最终残余应力分布情况受轧制的影响较大，前翼缘与腹板连接处产生残余拉应力，其余部位产生残余压应力。焊接过程增大了前翼缘的残余压应力，但改变幅度很小，不超过0.03fy。