角焊缝焊接接头是一种常见的焊接接头,其具有连接角度自由,施工简单等优点,广泛应用于车辆,轮船,压力容器等诸多领域。虽然角焊缝接头结构简单,但作为承载结构时,其焊缝处的应力分布比较复杂,承载性能也各有不同。因此对于角焊缝焊接接头的承载性能的影响因素及焊接接头的设计都需要进一步研究。本文在总结国内外研究成果的基础上,利用实验和数值模拟的方法对Q345角焊缝焊接接头进行深入研究,主要研究内容如下:(1)对Q345钢板和以Q345为母材的对接焊缝焊接接头进行拉伸实验,确定了母材以及焊缝的力学特性,建立了母材和焊缝的多线性等向强化模型的本构关系。(2)对以Q345为母材的角焊缝T形、L形和J形焊接接头进行拉伸实验,得到了焊接热源及焊缝尺寸对于角焊缝焊接接头的力学性能的影响:热源不均匀导致焊接件的塑性降低;对于角焊缝焊接接头,承载力并不随着焊脚尺寸增加而提高。(3)根据实验得到的母材与焊缝的基本力学特性和建立的本构关系,应用有限元软件ANSYS Workbench模拟T形、L形和J形角焊缝焊接接头拉伸实验,模拟得到载荷位移曲线,并与实验结果相对比,由此验证了有限元模型的可靠性。(4)假设角焊缝焊接接头的断裂发生在最大折合应力所在截面,分别求解得到角焊缝T形、L形和J形焊接接头的最大折合应力及其所在截面,由此根据承载力以及等强度准则设计焊接接头的焊脚尺寸。应用有限元软件验证了正面角焊缝T形焊接接头尺寸设计是可行的,而正面角焊缝J形焊接接头尺寸设计存在偏差,并基于有限元分析结果对正面角焊缝J形焊接接头的最大折合应力公式及尺寸设计公式进行修正。(5)利用有限元软件建立正面角焊缝焊接接头的模型,探究T形、L形和J形角焊缝焊缝接头的焊脚尺寸以及焊缝长度对焊接接头承载力的影响,结果表明:随着焊脚尺寸的增加,发生同样位移所需的载荷先增大后趋于平缓;随着焊缝长度的增加,发生同样位移所需的载荷一直增大。