通常分析鋼結構強度(拉伸強度、疲勞強度和壓曲強度)時,總是假定結構處于理想狀態(tài),將材料作為均勻、異相同性、連續(xù)體、無初應力和缺陷考慮,這樣有利于對所分析的問題進行有效的簡化分析。如通常在對焊接接頭的靜載強度進行計算時,多做如下的基本假設定:
焊接殘余應力對接頭的強度沒有影響;焊趾和余高等引起的應力集中對接頭的強度沒有影響;接頭的工作應力是均勻分布的,以平均應力計算;正面和側面角焊縫的強度沒有差別;焊角尺寸的大小對角焊縫的強度沒有影響。
在實際工程中考慮焊接結構的靜力穩(wěn)定和強度時,理想化的分析模型將會帶來與實際不符的較大誤差。焊接構件除了材質本身強度和構件焊接形式外,實際分析中應該考慮的重要因素就是殘余應力和初始變形。
1、對軸心受壓構件靜力強度和靜穩(wěn)定性的影響 軸心受壓構件在受外載時,壓應力與殘余應力相疊加使構件截面出現(xiàn)不均勻的應力分布,高應力區(qū)首先進入塑性狀態(tài),隨著壓應力的增加塑性區(qū)擴大直到全截面的屈服,因殘余應力是構件中自相平衡的的應力,構件的承載力不因拉壓殘余應力分布而受到影響,但當構件中由初始形變和不利殘余應力存在時,焊接柱體的壓曲強度將顯著受到影響。殘余應力將顯著降低構件的臨界應力。
2、對軸心受拉構件靜力強度的影響 對承受順焊縫拉伸荷載的焊接板件中的殘余應力之前有過研究。發(fā)現(xiàn)當構件中殘余拉應力增加時,焊縫橫截面應力變得均衡,焊縫殘余應力對應力分布的影響明顯減小。殘余應力僅僅對發(fā)生在低外加應力的構件上有明顯的影響(脆斷和應力腐蝕開裂),且隨著外加拉應力的增加,殘余應力的影響減小,當外加拉應力達到屈服點以上時,則殘余應力對焊接結構性能的影響可以忽略。