顶板-U肋焊缝焊接残余应力的分布特征分析

为研究顶板-U肋焊缝焊接残余应力的分布特征，利用ABAQUS有限元软件建立顶板-U肋足尺模型，采用生死单元法和热力耦合分析法对焊接过程进行模拟，明晰结构整体残余应力分布。研究结果表明：在增大焊接有效功率后可增大焊缝熔池面积，但功率过大会导致焊根烧穿，为获得合理有效的功率应将电流控制在300 A、电压控制在30 V左右；顶板-U肋纵向残余应力在焊缝及近焊缝区域为拉应力，远离焊缝区域为压应力并趋近于0。横向残余应力在焊根、焊趾处数值最大，相应部位存在疲劳开裂风险，近焊缝区域焊根应力大于焊趾应力，远焊缝区域焊趾应力大于焊根应力。基于分析结果，总结顶板-U肋焊缝各部位残余应力分布的特征规律，研究结果可为顶板-U肋焊接参数的优化设计与残余应力调控提供参考。