海洋工程復雜結構焊接殘余應力測試及調控研究.pdf

1、隨著海洋鉆井平臺數(shù)量的逐漸增多，海洋平臺結構的疲勞問題日趨突出，統(tǒng)計資料表明60％的海洋平臺結構失效是由疲勞引起的，其中90%的疲勞斷裂發(fā)生在焊接位置，這是由于焊后存在焊接殘余應力，當結構承受的外力交變載荷與焊接殘余應力疊加時，焊縫區(qū)域承載能力下降而發(fā)生失效。因此，了解結構的焊接殘余應力分布特征，并采取有效調控措施是非常重要的。本文在綜述殘余應力測試和調控方法的基礎上，以海洋工程 EQ56小試板、軸承座復雜焊接結構為研究對象進行了焊接殘

2、余應力測試及超聲沖擊應力調控等試驗研究工作，研究了大厚度高強鋼焊接殘余應力分布特征和超聲沖擊對焊接殘余應力的影響，以及不同沖擊強度下沖擊效果的差別。此外，還研究了在適中的沖擊強度下焊趾形貌和顯微硬度的變化。
　　小試板焊接殘余應力測試研究表明焊縫區(qū)域為高的拉應力區(qū)，遠離焊縫區(qū)為壓應力，縱向拉應力峰值位于焊縫中心，橫向拉應力峰值位于焊趾附近。經(jīng)沖擊強度10s/cm2超聲沖擊后，表面形成了均勻的壓應力。
　　采用輪廓法對小試板超

3、聲沖擊后的內(nèi)應力測試研究表明：超聲沖擊后內(nèi)應力沿厚度方向呈“M”型分布，表層由拉應力變?yōu)閴簯?，?nèi)部則拉應力增大或由壓應力變?yōu)槔瓚ψ鳛槠胶狻：缚p區(qū)域表層壓應力層深約1~3mm，母材區(qū)域表層壓應力層深約8~10mm，壓應力沿層深不均勻分布。
　　軸承座結構焊接殘余應力測試研究表明月牙板焊縫、肋板焊縫焊接殘余應力較高。月牙板焊縫上及附近區(qū)域縱向應力達到450~600MPa，橫向應力達到250~450MPa，月牙板整個面上均為拉應力。

4、肋板焊縫中心縱向應力約500MPa，橫拉應力約300MPa，遠離焊縫區(qū)域為壓應力，最大壓應力距焊縫中心約120mm，大小-550MPa。
　　月牙板焊縫在不同的沖擊強度下形成的壓應力均勻性不同，5s/cm2沖擊強度下壓應力不均勻，10s/cm2、20s/cm2沖擊強度下壓應力大小均勻、相近。肋板焊縫超聲沖擊后沖擊區(qū)域拉應力均轉化為壓應力，未沖擊區(qū)域拉應力也顯著降低，未沖擊區(qū)域殘存的最大拉應力約150MPa。
　　超聲沖擊對大