船体分段焊接变形有限元模拟研究

摘要

船体分段焊接变形的精确预测，对提高焊接质量和生产效率具有重要的工程实际意义。固有应变等效载荷法是近年来发展的预测焊接变形的重要方法。本文研究了一种基于固有应变等效载荷法的预测船体分段焊接变形的方法，并将预报结果与船体分段结构焊接实测数据进行了对比分析，完成的主要工作如下：
　　 1.对焊接温度场的模拟采用双椭球热源，通过对比原模拟结果，验证了该方法的可行性.
　　 2.通过对船体的一典型分段进行约束度计算，总结了该分段约束度的分布规律，并拟合成公式.
　　 3.按照分段的结构形式、焊接规范，进行焊接温度场的模拟，通过两次单位载荷有限元分析，得出实测结构的约束度分布。
　　 4.利用最高温度分布和约束度分布计算出固有应变的分布，然后积分得到等效载荷的分布。
　　 5.把所得到的等效载荷施加到有限元模型上，得出船体分段焊接变形，并与实测数据进行比较，分析误差原因。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1概述

1.2焊接变形研究现状

1.3焊接变形

1.3.1焊接变形的种类

1.3.2产生焊接变形的原因

1.4本文的主要工作

第2章 焊接温度场

2.1概述

2.2焊接温度场介绍

2.2.1定义

2.2.2特点

2.3焊接热源模型简介

2.3.1热源模型的种类

2.3.2热源模型的特征

2.3.3选取热源模型

2.4焊接温度场有限元模拟介绍

2.5焊接温度场分析实例

2.5.1平板堆焊算例一

2.5.2平板堆焊算例二

2.5.3加筋板角接焊有限元分析算例一

2.5.4加筋板角接焊有限元分析算例二

2.6模型简化

2.7本章小结

第3章 约束度简化计算

3.1引言

3.2构件的外部约束度

3.3约束度求解理论

3.4船体典型分段的约束度

3.4.1分段的具体参数

3.4.2纵桁约束度的计算

3.5本章小结

第4章 固有应变和等效载荷

4.1引言

4.2固有应变的形成过程

4.3固有应变与最高温度的关系

4.4等效载荷的计算

4.5本章小结

第5章 焊接模拟值与实测结果比较

5.1引言

5.2现场焊接实测

5.2.1平板对接焊

5.2.2纵骨自动焊

5.2.3隔板、甲板与内外壳CO2气体保护焊

5.3分段焊接实验测量位置

5.3.1纵骨自动焊测量位置

5.3.2 CO2气体保护焊测量位置

5.4模拟分析并与实测结果对比

5.4.1纵骨自动焊变形模拟及计算结果

5.4.2舷侧结构模型变形模拟及计算结果

5.4.3模拟结果总结

5.5本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢