侧搭

单侧搭接接头

侧搭是指单侧搭接接头，在焊接结构中，由于接头几何参数的影响，易在焊趾处形成应力集中现象，进而对结构疲劳寿命产生重要影响。

简介

搭接接头是钢结构中焊接连接接头通常采用的一种方式，其焊缝采用角焊缝形式，通常是受力薄弱环节。钢结构的疲劳、断裂等破坏大多发生在焊缝的焊趾，其原因除了焊接缺陷会诱发疲劳裂纹进行扩展以外，焊缝外形在焊趾处产生的应力集中也是一个重要影响因素。

分析方法

应力集中的严重程度可以用应力集中系数Kt来表达，即焊趾处应力峰值Sp与施加在无缺口截面上的名义应力Snet之比。在进行钢结构设计时，一般会尽量降低焊缝的坡度，以减小焊趾处的应力集中。然而，上述措施还只是基于对焊缝应力集中影响的定性认识，仍需进行深入研究。用于估算应力集中系数的方法有试验法、解析法和有限元法等。采用有限元方法对应力集中系数进行计算是容易实施且比较有效的方法，应用较为广泛，相关研究包含了不同类型接头中几何参数对应力集中系数的影响，如对接接头、Y接头、K形接头、T形接头等。

总结

首先对双侧焊接的搭接接头应力集中系数进行了有限元分析，经过与试验结果对比，证明了有限元模型的合理性和计算结果的准确性，然后对钢结构中常用的单侧焊接搭接接头进行了分析，结果表明：

1、当盖板厚度t超过主板厚度T的1.5倍以后，再增加t值时对降低焊趾处应力集中系数影响很小；

2、增加焊脚尺寸L或者焊趾处过渡圆弧半径ρ，可显著改善焊趾处的应力集中程度；

3、趾处应力集中系数Kt随着接触角θ 的减小而降低，并且二者近似呈线性关系。

相关资料

单搭接接头的拓扑优化

拓扑优化常用方法：拓扑优化是指对结构的形状进行优化，其目标是寻求结构对材料的最佳利用，得到最佳材料分配方案，以减轻结构质量或提高结构性能。常用来对平面问题进行拓扑优化的方法主要有三种：变厚度法、均匀化法和变密度法。

均匀化方法

均匀化方法的基本思想是在组成拓扑结构的材料中引入微结构（单胞），优化过程中以微结构的单胞尺寸为拓扑设计变量，以单胞尺寸的消长实现微结构的增删，并产生介于由中间尺寸单胞构成的复合材料，以拓展设计空间，从而实现了结构拓扑优化模型与尺寸优化模型的统一和连续化。均匀化方法只能看作是一种拓扑模糊的结构，需要从中抽象出明确的可加工结构，存在着其局限性。

变厚度法

变厚度法是最早被采用的拓扑优化方法，属几何描述方式。这种方法将薄板或薄壳可能占据的整个区域划分成有限个单元，假定所有单元的厚度是均匀的，把这一模型作为初始模型进行拓扑优化。优化求得的最优设计将是一带孔洞的、厚度（为h ）均匀的薄板或薄壳，这就意味着每个单元的厚度只能取h 或者0 这两个离散值。变厚度法是几种方法中提出最早的一种，这种方法的数学模型简单，概念清晰，求解方便，是尺寸优化方法的直接推广，但优化对象受到限制，只能应用于二维膜结构。

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