某滾裝船薄板結(jié)構(gòu)變形研究.pdf

1、薄板具有重量輕、易加工、易成型和連接方便等諸多優(yōu)點(diǎn)，能夠滿足節(jié)約材料、減輕自重、降低燃料消耗的要求，在現(xiàn)代造船工藝中的應(yīng)用日益廣泛，汽車滾裝船、艦艇、船舶的上層建筑等大量使用了薄板結(jié)構(gòu)。但薄板結(jié)構(gòu)穩(wěn)性差、易變形的特點(diǎn)給船舶建造過程帶來了諸多問題，不僅影響船舶外觀尺寸、降低建造精度，而且減小結(jié)構(gòu)局部強(qiáng)度和穩(wěn)定性，存在安全隱患。船舶薄板變形分為焊接變形和非焊接變形兩種形式，焊接變形問題影響因素眾多較難控制，非焊接變形主要在薄板結(jié)構(gòu)吊運(yùn)、翻身

2、過程產(chǎn)生。
　　焊接順序是影響焊接變形的關(guān)鍵因素之一，對(duì)于焊接順序的選擇，大部分船廠主要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，缺乏必要理論指導(dǎo)。本文以在建汽車滾裝船的兩個(gè)薄板構(gòu)件作為研究對(duì)象，利用數(shù)值模擬方法研究不同焊接順序下角焊縫和對(duì)接焊縫的變形情況。根據(jù)兩構(gòu)件在實(shí)際焊接時(shí)常用的焊接順序，為每個(gè)模型設(shè)定了四個(gè)焊接順序，利用ANSYS軟件建立有限元模型并使用APDL編寫熱源加載命令流來模擬不同順序下的焊接過程。在模擬焊縫的生成過程時(shí)使用生死單元法模擬焊縫，分

3、析前先將焊縫單元?dú)⑺?，焊接過程中隨著熱源的移動(dòng)逐漸激活焊縫單元。先對(duì)有限元模型進(jìn)行熱力學(xué)分析得出每個(gè)加載時(shí)刻以及冷卻后的溫度場，然后再進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，使用APDL編寫熱載荷讀取命令流，讀取每個(gè)熱源加載時(shí)刻焊件上溫度載荷，進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，得出每個(gè)熱源加載時(shí)刻和冷卻后的應(yīng)力場、合位移場，根據(jù)計(jì)算結(jié)果可以直觀地觀察到薄板結(jié)構(gòu)在不同焊接順序下的變形情況，從而辨別出最佳焊接順序。
　　論文分階段論述了控制薄板結(jié)構(gòu)焊接變形的措施，控制焊接變形的措

4、施一般可以分：焊前措施、焊接過程中措施和焊接后的措施，每個(gè)建造階段薄板結(jié)構(gòu)變形的控制質(zhì)量直接影響后續(xù)制造階段，所以每個(gè)建造階段都要制定控制焊接變形的工藝措施，并把變形量控制到精度范圍內(nèi)才能進(jìn)入下一個(gè)建造流程。
　　薄板結(jié)構(gòu)的非焊接變形主要產(chǎn)生于吊運(yùn)和翻身階段。吊環(huán)規(guī)格、吊環(huán)數(shù)量以及安裝位置三個(gè)因素對(duì)非焊接變形產(chǎn)生顯著影響，對(duì)這三個(gè)影響因素進(jìn)行優(yōu)化并選擇合適的吊運(yùn)翻身方式以及薄板結(jié)構(gòu)進(jìn)行局部加強(qiáng)可有效控制非焊接變形大小。