机械工程学报

作者：周晓丽, 杜仕忠, 王江超, 赵宏权, 吴磊

单位：1. 华中科技大学船舶与海洋工程学院 武汉 430074;2 上海振华重工启东海洋工程股份有限公司 南通 226200;3 高新船舶与深海开发装备协同创新中心 上海 200240;4 江苏海事职业技术学院船舶与海洋工程学院 南京 211199;5 华中科技大学机械科学与工程学院 武汉 430074

关键词：薄壁板架结构,热-弹-塑性有限元分析,外部拘束,焊接固有变形；

基金：国家自然科学基金(51701020，5197174，52071267)和中央高校基本科研专项资金(300102313101，300102312407)资助项目。

外部拘束作为一种灵活方便的控制结构焊接变形的方法，在工程实践中得到了广泛应用。以5 mm厚高强钢板架结构为主要研究对象，首先针对典型的T型接头及其板架结构进行焊接试验，获得焊接面外变形，再现了焊接屈曲变形现象；随后使用热-弹-塑性有限元方法对T型接头及板架结构进行模拟验证，分析了板架结构焊接屈曲变形产生的力学机理；研究压条拘束距离对T型接头焊接失稳变形，以及压条拘束分布形式、拘束距离等对板架结构焊接失稳变形的影响规律，并基于固有变形理论阐明外部拘束控制其焊接失稳变形的力学机理。结果表明，外部拘束的存在能有效控制T型接头、板架结构的焊接失稳变形；在力学机理上，外部拘束能够显著地降低焊接固有变形，进而减小薄板焊接结构的面外变形，提高建造精度。相关研究可为薄板焊接失稳变形控制提供理论依据，且优化外部拘束的施加方案。

来源：2024年第24期

《机械工程学报》期刊编辑部

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