焊接残余应力及几何缺陷对桁架臂稳定性影响分析

来源：大连理工大学学报杂志2022年第1期北京时间：

作者：付河灵,王欣,罗凯

摘要：针对履带起重机桁架臂生产制造过程中产生的初始几何缺陷和焊接残余应力，建立了桁架臂多尺度有限元力学模型，采用MPC技术实现梁单元和实体单元之间的连接．利用生死单元技术模拟焊缝金属的填充过程和温度场向应力场的转换．基于缺陷模态法模拟桁架臂的初始几何缺陷，并定义了适合桁架臂结构的缺陷幅值，分析了前六阶缺陷模态对桁架臂承载能力的影响．同时对理想臂架，及仅考虑几何缺陷、仅考虑残余应力和同时考虑几何缺陷和残余应力的臂架进行了非线性稳定性分析．结果表明，几何缺陷和残余应力会对桁架臂稳定性产生不同程度的影响，使承载能力降低．整体失稳缺陷模态对臂架承载力的影响要弱于局部失稳模态的，残余应力对臂架承载力的影响与几何缺陷的影响相当．

关键词：残余应力生死单元桁架臂几何缺陷缺陷模态法

基金资助：辽宁省创新团队资助项目(LT2014001).