南京火车南站拴焊结构焊接应力分析与有限元研究

本文《拴焊结构应力研究及有限元分析》由覃鑫、徐越兰和范亚明三位作者合作完成，发表在中国科技论文在线上。他们的研究聚焦于南京火车南站的一个典型拴焊结构，这是一种在工程实践中常见的连接方式，其中焊接和螺栓共同承载载荷。论文的核心内容探讨了焊接过程中产生的应力特性。 在该结构中，上下翼缘的焊接过程特别值得注意。研究发现，当翼缘部分通过焊接相连时，尽管会产生应力，但这些应力不会对腹板的螺栓产生显著影响。这是因为腹板的栓连接起到了限制焊缝角变形的作用，从而避免了可能对螺栓造成过大的应力集中。 然而，焊缝根部区域由于受到栓连接的约束，焊接过程中会经历较大的压应力，这是由焊接热影响和几何形状决定的。通过对焊缝残余应力的有限元数值模拟，研究者揭示了应力在横截面上的分布规律：纵向应力主要集中在焊缝和其附近，中心区域呈现拉应力，两侧则是压应力，这种应力分布有助于结构的整体稳定性。同时，沿结构厚度方向的Z向应力（垂直于焊缝的应力）相对较小。 此外，横向应力分析显示，最大值通常出现在母材和焊缝的交界处，这三个节点是应力集中的关键区域。这些发现对于理解和优化拴焊结构的设计、施工以及后期的维护都具有重要意义，因为它可以帮助工程师预测和控制潜在的应力问题，确保结构的安全性和耐久性。 关键词：拴焊结构、焊接应力、有限元分析。这项研究不仅提供了实证数据，也为同类结构的设计和分析提供了理论支持，具有较高的学术价值和实用意义。通过将理论与实际工程案例相结合，本文对于提高焊接结构的性能和可靠性具有重要的参考作用。