鋼管相貫節點連線焊縫受力機理與斷裂行為研究

《鋼管相貫節點連線焊縫受力機理與斷裂行為研究》是依託湖南大學，由舒興平擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：鋼管相貫節點連線焊縫受力機理與斷裂行為研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：舒興平
• 依託單位：湖南大學

中文摘要

直接焊接鋼管結構以其優越的受力性能在大型複雜空間結構中得到了廣泛套用，但因直接相貫節點處交匯鋼管的數量、角度、截面形狀與尺寸的不同，導致相貫線處連線焊縫的受力非常複雜，加上焊接缺陷的影響，極易造成突發性的、危害大的脆性斷裂，嚴重影響結構的安全性和耐久性。目前國內外對鋼管相貫節點連線焊縫的研究還未形成理論體系，研究僅限於焊接工藝等局部領域，對其脆性斷裂的力學機理和工程設計方法幾無涉及。本項目將對鋼管相貫節點連線焊縫的受力機理與斷裂行為進行試驗研究和理論分析。重點研究複雜受力狀態下連線焊縫的應力分布規律、極值應力點位置的確定，應力集中係數，裂紋尺寸，斷裂韌性，焊縫缺陷時應力強度因子增加規律，幾何參數變化熱點應力的變化規律，支管弦管上的應力集中係數沿軸向的分布規律。提出其連線焊縫脆性斷裂的計算模型，進而提出防止其斷裂的設計方法和技術措施，為完善這類節點的設計理論提供可靠依據。

結題摘要

直接焊接鋼管結構以其優越的受力性能在大型複雜空間結構中得到了廣泛套用，但因直接相貫節點處交匯鋼管的數量、角度、截面形狀與尺寸的不同，導致相貫線處連線焊縫的受力非常複雜，加上焊接缺陷的影響，極易造成突發性的、危害大的脆性斷裂，嚴重影響結構的安全性和耐久性。目前國內外對鋼管相貫節點連線焊縫的研究還未形成理論體系，研究僅限於焊接工藝等局部領域，對其脆性斷裂的力學機理和工程設計方法幾無涉及。本項目對不同類型的鋼管相貫節點連線焊縫的受力機理與斷裂行為進行試驗研究和理論分析，主要從三種類型節點著手：X形鋼管連線節點、鋼管折線形節點及N形方圓鋼管相貫節點。重點研究了複雜受力狀態下連線焊縫的應力分布規律、極值應力點位置的確定，應力集中係數，裂紋尺寸，斷裂韌性，焊縫缺陷時應力強度因子增加規律，幾何參數變化熱點應力的變化規律，支管弦管上的應力沿軸向的分布規律。得出了節點域附近在荷載作用的變形情況，分析了其剛度特徵。提出了考慮焊縫影響的承載力計算公式以及連線焊縫脆性斷裂的計算模型，進而提出了防止其斷裂的設計方法和技術措施，為完善這類節點的設計理論提供了可靠依據。