ABB先进焊接技术在波纹腹板H型钢生产中的应用

本文介绍了晨板h型钢生产中变形的控制方法－通过对接头坡口形式的改变，减少了焊接变形，提高了工作效率。

波纹腹板h型钢是将传统的h型钢中的平腹板用波纹钢板来代替,该型钢具有较高的承载力及良好的经济优势。在总结国内外对此类型钢的研制及应用的基础上,重点介绍了此类型钢分别在受剪、受弯、腹板边缘局部受压、受扭和受压状态下,其理论极限承载力的计算方法,并将计算公式与试验研究结果和有限元分析结果进行比较。最后总结了各国研究者提出的对于此类型钢的实用设计方法和一些构造要求。通过对上述研究成果进行总结,可以为此型钢在我国的生产、研制及应用提供一定理论参考和设计依据。

波纹腹板H型钢介绍

h型钢腹板强度与稳定性之间的矛盾是长期困扰工程界的一个难题,文中所研究的全波纹腹板h型钢在一定程度上缓解了这个矛盾。文中根据能量原理分析计算了承受均布下的全波纹腹板h型钢梁的腹板屈曲强度,给出了波纹腹板弹性失稳的临界公式,用实例说明了全波纹腹板h型钢的优越性,为这种h型钢在工程中的应用提供了理论依据。

轧制h型钢板的高厚比都较小;而焊接h型钢梁,为了保证屈服前不发生屈曲,控制腹板高厚比不能过大,并需要通过设加劲肋等措施来增强腹板的稳定性,因此腹板用钢量较大。而波纹腹板h型钢通过对腹板进行波折化处理,获得了良好的受力性能及优越的经济性,应用前景比较可观。通过对比二者在压弯构件计算方面的异同,对钢结构压弯的设计提出了合理化建议。

轧制h型钢板的高厚比都较小；而焊接h型钢梁，为了保证屈服前不发生屈曲，控制腹板高厚比不能过大，并需要通过设加劲肋等措施来增强腹板的稳定性，因此腹板用钢量较大。而波纹腹板h型钢通过对腹板进行波折化处理，获得了良好的受力性能及优越的经济性，应用前景比较可观。通过对比二者在压弯构件计算方面的异同，对钢结构压弯的设计提出了合理化建议。

设计了4根梯形波纹腹板焊接h形钢试件,依据gb50017—2003《钢结构设计规范》的相关规定进行疲劳性能试验,并特别考虑了gb50278—2010《起重设备安装工程施工及验收规范》中吊车梁安装偏差的相关规定。通过ansys有限元分析验证试件破坏形式的合理性。研究结果表明:对于cecs291:2011《波纹腹板钢结构技术规程》中推荐波形的梯形波纹腹板h形钢,其疲劳性能优于平腹板h形钢,疲劳设计中可按3类钢构件进行计算,且不考虑腹板波纹转折引起的应力集中及安装偏差等施工因素的影响。

双腹板H型钢的焊接

通过分析波纹腹板h型钢梁的弹性受力特点及剪切变形与弯曲变形的比例关系,提出对于此类型钢梁在计算变形时必须考虑剪切的影响,并通过试验和有限元模拟验证了上述结论。随后对各个构件的荷载-位移曲线分析得到了构件的延性系数,证明若设计合理,构件将具有较好的剪切强度和剪切延性,但是当构件为弯曲破坏控制时,构件延性一般。根据上述结论,提出了若干设计建议。

1 波纹腹板h型梁特性与前景研究 俞焕庆徐海琴 （浙江精功科技股份有限公司浙江312030） 摘要： 波纹腹板h型钢是针对普通h型钢的不足而开发的新型建筑材料，它在保证h型钢同 等强度下可以大大降低用钢量，减轻自重，是普通h型钢的理想替代品。它与普通平腹板h 型钢的区别是，翼板之间的腹板改换成了具有类似正弦波波、梯形或三角形等波形成周期性 重复排列的波纹腹板。与传统的工字钢和ｈ型钢梁相比，抗剪全截面有效，突破了传统平腹 板h型钢腹板高厚比的限制，克服了平腹板容易局部失稳变形的问题，是一种高效的新型 建筑型材。随着自动化生产设备的研制成功，标准及图集的逐步完善，必将进一步推动我国 新型波纹腹板h型钢建材的普及与应用。 关键词：波纹腹板h型钢新型建材有限元分析 ripplesstomachplankhtypebeam

建立波纹腹板h型钢梁的受力模型,按照板的稳定理论分别给出了波纹腹板局部屈曲和整体屈曲的抗剪承载力理论公式,并设计4根构件进行了试验及有限元数值模拟分析,研究了不同的波纹尺寸、腹板厚度等因素对构件承载力的影响.试验结果表明:若波纹尺寸设计得当,腹板剪切强度可以达到甚至超过钢材的剪切屈服强度,而有限元方法能够有效预测构件承载力和破坏模式.最后结合理论分析和试验研究提出了波纹腹板h型钢的设计建议.

钢梁腹板的薄壁化一直是困扰钢结构发展的难题,波纹腹板钢梁在一定程度上解决了这个矛盾。本文以钢梁的抗弯强度为基础,对比计算了波纹腹板钢梁与普通钢梁的强度差异,并在此基础上分析了影响波纹腹板钢梁抗弯强度性能的因素,为这种新型钢梁的应用提供了理论依据。

针对梯形波纹腹板焊接梁结构,分别基于不同的表征应力方法(名义应力法、热点应力法、等效结构应力法)建立梁结构的有限元模型,研究焊缝处各表征应力的分布规律,分析裂纹产生的位置,计算疲劳寿命,比较不同表征应力的评定效果.结果表明,名义应力和热点应力的分布曲线相似,存在一定的波纹特性,但根据波纹变化无法准确判断裂纹产生位置及预测疲劳寿命;等效结构应力分布曲线的波纹变化特性十分显著,可较好地预测裂纹产生位置并较准确地估算疲劳寿命.因此建议采用等效结构应力作为梯形波纹腹板焊接梁结构的寿命控制参量.

对于轨道车辆的制造来说,先进的焊接技术必不可少。通过分析各种先进的焊接技术,分别阐述其利弊,就其对于轨道车辆方面的应用做了详尽的讨论,对其作用及效益做出分析与说明。

随着世界制造业的快速发展,焊接技术应用越来越广泛,焊接技术水平也越来越高.在飞机制造领域,作为下一代飞机制造的主要连接方法,先进焊接技术替代铆接技术已经成为了趋势电子束焊接主要用于变速箱齿轮、行星齿轮框架、后桥、汽缸、离合器、发动机增压器涡轮等部件的焊接.

h型钢梯形屋架使用日趋广泛,其制作的关键就是h型钢的制作和焊后的矫正,通过经验分析总结出有关h型钢制作和矫正的方法,将制作完成的h型钢进行拼装组成梯形屋架,在充分发挥了h型钢优点的同时又兼顾了梯形屋架良好的力学性能。使其成为新的潮流和发展趋势。

随着门式刚架轻型房屋钢结构在各种房屋中的广泛应用,针对门式刚架中焊接h型钢的一些特点,对其焊接生产工艺流程及其技术标准提出了几点建议,供同类工程参考。

为研究波纹腹板h型钢梁的受弯性能,首先对其进行理论分析,得出波纹腹板h型钢梁的承载力完全由上、下翼缘提供,腹板不承担弯曲正应力,并提出受弯承载力的理论计算式。设计完成2个试件的受弯承载力试验,得到了试件的荷载-位移曲线、极限荷载和破坏形态等。试验结果证明了所提出理论分析模型的正确性,并验证了所提出的承载力计算式是安全合理的。为了进一步验证理论分析模型,同时支持参数分析,采用有限元方法对波纹腹板h型钢梁的受弯性能进行数值模拟。有限元方法和试验得到极限弯矩等结果较为接近,试验梁的破坏弯矩超过理论塑性弯矩20%以上。通过参数分析可知:稠密腹板波形及较小的翼缘宽厚比能够提高极限弯矩;腹板高厚比对极限弯矩无显著影响。

针对焊接h型钢腹板薄壁化与整体稳定性之间的矛盾难题,介绍了利用波纹腹板h型钢解决该问题的方法,并利用有限元法和matlab编程语言对波纹腹板h型钢柱的稳定性能及影响因素进行了分析,通过与等截面h型钢柱整体承载力进行对比,见证了波纹腹板h型钢的优越性。

波纹腹板h型钢梁作为一种新型的受力构件,由于腹板的波折特点,它具有较高的抗剪承载能力和平面外稳定性。本文根据国内外学者研究的成果,简述了波纹腹板h型钢梁的理论受力特点,并运用ansys有限元软件,对波纹腹板h型钢梁进行了静力分析,得出了数值模拟和理论分析相符合的结论,为波纹腹板h型钢梁下一步更深入的研究,提供一些依据。

波纹钢板相对于平板具有更好的抗屈曲性能。采用有限元的分析方法,分别建立了平腹板和波纹腹板h型钢梁的有限元模型,采用两点加载方式对比考察了钢梁受弯段和剪跨段的力学性能。通过有限元分析对比,说明了平腹板h型钢梁与波纹腹板h型钢梁的承载力、破坏形态和变形曲线的差异。得到的结论可以为相关结构设计提供参考。

目前国内钢结构的主要承重构件多采用平腹板的h型钢和工字钢,两种构件的截面由于高厚比的限制经济性差。波纹腹板h型钢在一定程度上可以解决该问题。文中就波纹腹板h型钢梁整体稳定性进行研究,得到该型钢截面翘曲惯性矩的一种实用计算公式。分析波幅与波长对其临界弯矩的影响,比较平腹板h型钢和波纹腹板h型钢二者在相同条件下的临界弯矩的差异。结果表明:波纹腹板与平腹板相比,前者失稳时临界弯矩更大,说明整体稳定性能更好。波幅与波长对截面翘曲惯性矩均有影响,但波幅比波长影响更甚,说明波幅对临界弯矩的贡献较大。