宽幅钢箱梁环焊缝焊接顺序优化研究

基于热弹塑性有限元法,采用ANSYS软件建立了网格疏密过渡的单箱五室钢箱梁壳单元模型;结合高效的分段移动热源,实现了对大型复杂长焊缝结构焊接全过程的数值模拟,并定性对比了宽幅钢箱梁在不同的环焊缝焊接顺序下顶板和底板的变形情况.分析结果表明:腹板焊缝的焊接顺序对竖向最大变形值(绝对值)的影响不大,其值主要取决于顶板和底板的焊接顺序;顶板和底板沿焊缝方向将会产生明显的"波浪变形",且整体外翘;中室所对应的顶板和底板沿焊缝方向的变形分别呈现出"M"形和"W"形;在垂直于焊缝的路径上,随着距焊缝中心线距离的增大,竖向变形整体减小;采用一定的焊接顺序,可有效调整钢箱梁顶板和底板焊缝附近"波浪变形"的变化幅度.以钢箱梁顶板焊缝中心线的线形为比选标准,确定的最优焊接顺序为先从外到内焊接腹板对接焊缝,再依次焊接顶板和底板对接焊缝.