桥式起重机主梁焊接变形

基本信息
作者: 黄雪强
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写作日期:
字数: 13，690
编号: 36
类别: 理工科〉土木工程
级别: 本科毕业论文

摘 要
主梁是桥式起重机最重要的结构件，其制造中遇到的主要问题是对焊接变形的精确控制。由于数值模拟技术具有缩短研制周期，提高控制精度的优点，本论文采用有限元法研究主梁腹板上拱度的焊接变形规律。同时，考虑到工厂设计中快捷和方便的需要，本论文利用材料力学理论推导出控制腹板变形的解析公式；并用有限元对公式进行了验证。验证表明该公式精度高，且形式简洁，参数意义明显，能够方便快捷地计算上拱度的变化，适合工厂使用。

关键词：起重机主梁，焊接变形，有限元法，解析法

Abstract

Most problems in the manufacturing of beams, the most important structure for bridge cranes, are about controlling welding distortion. In this paper, the Finite Element Method (FEM) was used to predict the distortion of beams of a huge bridge crane. And at the same time formulae for principles of distortion are also derived. Since they are convenient for manufacturer to use. Comparation is made, and the two approaches show the identical and satisfactory results.

Keyword: welding distortion, beam of bridge crane, finite element method, formulae

目 录
第一章 绪论………………………………………………………………………1
1.1选题背景…………………………………………………………………1
1.2研究内容………………………………………………………………1
1.3 焊接过程数值模拟研究概况…………………………………………3
1.3.1基于一维解析的残余塑变法……………………………………4
1.3.2焊接热弹塑性有限元分析………………………………………4
1.3.3基于弹性有限元分析的固有应变法……………………………5
1.3.4考虑相变与耦合效应的有限元分析……………………………6
1.4研究方案………………………………………………………………6
第二章 主腹板和T型钢点固焊后上拱度的计算……………………………7
2.1 前言……………………………………………………………………7
2.2问题的简化……………………………………………………………7
2.3有限元法计算…………………………………………………………10
2.3.1实体建模…………………………………………………………10
2.3.2.结构的弹性力学模拟计算………………………………………12
2.4解析公式的推导………………………………………………………14
2.4.1 T型钢的柔度系数KT……………………………………………14
2.4.2主腹板的柔度系数KF…………………………………………16
2.4.3讨论……………………………………………………………19
2.5 计算结果………………………………………………………………20
2.6 计算结果比较：解析解精度分析……………………………………21
2.7原因分析………………………………………………………………22
2.8本章小结………………………………………………………………23
第三章 用焊接收缩力模型计算T型钢与主腹板的连续焊接变形……………24
3.1前言……………………………………………………………………24
3.2焊接收缩力模型的介绍………………………………………………24
3.3焊接收缩力的计算……………………………………………………28
3.4有限元法计算…………………………………………………………28
3.4.1实体建模………………………………………………………28
3.4.2 FS作用下结构变形模拟计算……………………………………30
3.5 解析公式的推导－T结构的柔度系数KJ……………………………32
3.6讨论……………………………………………………………………37
3.7计算结果及比较：解析解精度分析……………………………………38
3.8 本章小结………………………………………………………………39
第四章 结论……………………………………………………………………40
致谢………………………………………………………………………………42
参考文献………………………………………………………………………43
外文阅读…………………………………………………………………………45