正交异性钢桥面横隔板弧形切口残余应力全过程分析

提出焊接—热切割—超声冲击处理全过程数值模拟流程。首先,对横隔板弧形切口处焊接及热切割残余应力进行数值模拟和试验测试,建立三维热弹塑性有限元模型;其次,采用生死单元法模拟焊缝金属的填充、切割钢板的掉落及焊接和热切割热源输入过程,得到U肋-顶板-横隔板焊接及热切割的动态温度场和应力场;第三,将数值模拟结果与试验测试结果进行对比,验证数值模拟流程的有效性;最后,对热切割后弧形切口的超声冲击处理过程进行数值模拟,分析超声冲击处理塑变层对残余应力的降低效果。研究结果表明：U肋-横隔板焊接在弧形切口下起弧点产生残余拉应力高达103 MPa;热切割改进弧形切口几何形状也产生显著的残余应力,改进后弧形切口下起弧点处残余拉应力达到348 MPa;当超声冲击处理塑变层深度为0.06 mm时,热切割改进后弧形切口下起弧点处残余拉应力降低为242 MPa的压应力。