q460高强度钢材焊接t形截面残余应力影响参数实验研究

ＬＥＥ 等研究了预热对 Ｑ６９０高强度钢材焊接箱形截面 Ｔ 形接头焊 趾 附 近 残 余 应 力 分 布 的 影 响［５］。ＣＡＯ 等 研究了板件宽厚比对 Ｑ８００高强度钢材焊接 Ｔ 形截 面 残余应力分布的影响，提 出 了 两 种 残 余 应 力 分 布 模 型 和计算公式 。 ［６］
综上所述，现 有 的 对 于 Ｑ４６０ 高 强 度 钢 材 焊 接 截 面残余 应 力 的 研 究 主 要 集 中 在 Ｈ 型 钢、工 字 形、 板 － 板 对 接 、管 － 管 对 接 、管 － 板 对 接 、箱 形 等 截 面 ；对 于焊接 Ｔ 形 截 面 残 余 应 力 的 研 究 主 要 集 中 在 Ｑ６９０、 Ｑ８００等高强度的钢材，缺乏 对 Ｑ４６０ 高强 度 钢 材 焊 接 Ｔ 形截面残余应力分布的研究。本文对８个不同试件 的 Ｑ４６０高强度钢材焊接 Ｔ 形截面的残余应力进行实 验 研 究 ，分 析 板 件 的 宽 厚 比 、板 件 厚 度 以 及 翼 缘 和 腹 板 的相关性对 Ｑ４６０高强度钢材焊接 Ｔ 形截面残余应 力 分布的影响。
目前国内外学者对不同截面钢材焊接残余应力 的分布 规 律 进 行 了 大 量 的 研 究。童 乐 为 等 研 究 了 Ｑ４６０高强度焊 接 Ｈ 型钢的 残 余 应 力 分 布 规 律，提 出 了 Ｑ４６０ 钢 板 焊 接 Ｈ 型 钢 的 残 余 应 力 分 布 模 型［１］；班 慧 勇等 研究了 板 件 宽 厚 比、板 件 厚 度 、焊 缝 类 型 等 因 素 对 Ｑ４６０高 强 度 钢 材 焊 接 工 字 形 截 面 残 余 应 力 分 布的 影 响，提出 了 Ｑ４６０ 高 强 度 钢 材 焊 接 工 字 形 截 面 的 残 余 应 力 分 布 模 型 和 计 算 公 式［２］；马 学 周 研 究 了 Ｑ４６０高强钢板 －板、管－ 管、管 －板 ３种对接 多 层 多 道 焊 的 残 余 应 力 分 布 规 律［３］；段 涛 研 究 了 Ｑ４６０ 高 强 钢中厚板 及厚板焊接箱形截面的残余应力分布规 律 ，提出了 两 种 焊 接 箱 形 截 面 残 余 应 力 分 布 模 型 ； ［４］
第 ３０ 卷 第 ５ 期 ２０１９ 年 １０ 月
中原工学院学报 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦＺＨＯＮＧＹＵＡＮ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
Ｖｏｌ．３０ Ｎｏ．５ Ｏｃｔ．２０１９
文 章 编 号 ：１６７１－６９０６（２０１９）０５－００３１－０５
Ｑ４６０高强度钢材焊接 Ｔ 形截面残余应力影响参数实验研究
２ 实 验 结 果
实验共测得８个 Ｑ４６０高强度钢材焊接 Ｔ 形截 面 残 余 应 力 的 数 值 。 根 据 前 期 实 验 结 果 ，Ｑ４６０ 高 强 度 钢 材焊接 Ｔ形截面残余应力的分布形状如图２所示。
ＷＡＮＧ Ｔｉａｎ，ＸＩＯＮＧ Ｘｉａｏｌｉ，ＭＡ Ｍｅｎｇ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｒｅｓｉｄｕａｌｓｔｒｅｓｓｅｓｉｎ Ｑ４６０ｈｉｇｈｓｔｒｅｎｇｔｈｓｔｅｅｌｗｅｌｄｅｄ Ｔｔｙｐｅｓｅｃｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＺｈｏｎｇｙｕａｎ ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１９，３０（５）：３１－３５（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）．
近 几 年 ，随 着 冶 炼 技 术 的 不 断 提 高 ，高 强 度 钢 材 凭 借其强度更高、整体 稳 定 性 能 更 好、结 构 重 量 更 轻 巧、 制作成本更低等优势 在 高 层（超 高 层）建 筑、大 跨 度 结 构中的应用日益 广 泛。 目 前，高 强 度 钢 材 已 被 广 泛 应 用于钢结构工程中。 钢 材 在 焊 接 过 程 中，由 于 焊 件 不 均匀受热，会产生 焊 接 残 余 应 力。 焊 接 残 余 应 力 影 响 钢结构构件的使用 寿 命，对 钢 材 的 强 度、刚 度、焊 件 稳 定 性 、抗 疲 劳 性 能 等 因 素 产 生 负 面 影 响 。
１ 试 件 设 计
实验采用分割法对８ｍｍ 和１２ ｍｍ 两 种厚 度共 ８ 个 Ｑ４６０高强度钢材 焊接 Ｔ 形 截面 试件 进行 残余 应力 测量，试件的截面尺寸如表１所示，截面 形状 如图 １所
收 稿 日 期 ：２０１９－０７－０９ 基 金 项 目 ：国 家 自 然 科 学 基 金 项 目 （５１３０８１９４） 引文格式：王田，熊晓莉，马萌．Ｑ４６０高强度钢材焊接 Ｔ 形截面残余应力影响参数实验研究［Ｊ］．中原工学院学报，２０１９，３０（５）：３１－３５．
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
王 田，熊晓莉，马 萌
（河南工业大学 土木建筑学院，河南 郑州 ４５０００１）
摘 要： 为研究 Ｑ４６０高强度钢材焊接 Ｔ 形截面残余应力的分布规律，采用分割法对８ｍｍ 和１２ｍｍ 厚的８个不同截 面尺寸的试件进行了测量。基于实验结果，分析研究了板件宽厚比、板件 厚 度 以 及 翼 缘 和 腹 板 的 相 关 性 对 Ｑ４６０ 高 强 度 钢材焊接 Ｔ 形截面残余应力的影响。结果表明：翼 缘 和 腹 板 的 残 余 压 应 力 随 板 件 宽 厚 比 和 厚 度 的 增 大 而 减 小，残 余 拉 应力与板件宽厚比和厚度无直接关系；翼缘和腹板的残余应力自相平衡，二者相互之间没有影响。该研究 结 果 能 够 为 进 一步研究 Ｑ４６０高强度钢材稳定性提供参考。 关 键 词： 高强度钢；焊接 Ｔ 形截面；残余应力；试验研究；分布模型 中 图 分 类 号 ： ＴＵ３９１ 文 献 标 志 码 ： Ａ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１－６９０６．２０１９．０５．００７
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中原工学院学报
２０１９ 年 第 ３０ 卷
示。表１和图１中 犎 表示腹板高度；犅 表示翼缘宽度；狋 表示翼缘和腹板的厚度，二者相等；犎（犅）／狋表示截面的 高（宽）厚比。通过单向拉伸实验得到的钢材的 力学性
能如表２所示。表２中：犈 表示弹性模量；犳狔 表示屈服 强度；犳狌 表示抗拉强度；犳狔／犳狌 表示屈强比［７］。