对流换热系数对厚板焊接残余应力应变研究

何雄君，何江源

(武汉理工大学 交通运输学院，湖北 武汉 430060)

对流换热系数对厚板焊接残余应力应变研究

何雄君，何江源

(武汉理工大学 交通运输学院，湖北 武汉 430060)

主要考察了对流换热系数对厚板对接焊残余应力应变的影响，从而对现有的重要焊接构件(如桥梁大型锚拉板)的冷却方式给出参考，利用ABAQUS软件对焊接构件进行有限元模拟计算，通过改变对流换热系数数值大小来模拟冷却速度对厚板焊接残余应力应变的影响。研究表明：焊接区在不同冷却速度下计算结果没有数量级的差异，并且发现对流换热系数与构件焊后残余应力应变的影响也并非为单调线性的关系，在某一适中的对流换热系数条件下，厚板焊接的残余应力应变可以达到最小。

桥梁工程；焊接；对流换热系数；残余应力应变；X坡口平板对焊；生死单元

0 引 言

焊接是制造整体钢构件的重要环节，在许多重要的钢结构中，焊接的质量直接影响了结构的安全性，所以，在制作拼接较重要的受力构件时，如大型斜拉桥的锚拉板，过大的焊接残余应力会使材料使用产生隐患，笔者针对该类隐患，研究了不同对流换热系数下对焊接残余应力应变的影响，评价了对流换热系数对厚板焊接时残余应力应变的影响程度。

对流换热是日常高温物体冷却的主要原因，介质、流动性、温差等都会对其产生比较大的影响，焊接板焊缝区与周围环境发生热交换过程的速率可直接由对流换热系数反映。……