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大型船体结构焊接变形热弹塑性有限元数值模拟方法研究
| 论文题名： | 大型船体结构焊接变形热弹塑性有限元数值模拟方法研究 |
| 关键词： | 热弹塑性;有限元法;船体结构;焊接变形;残余应力 |
| 摘要： | 热弹塑性有限元方法作为一种精度高、结构适应性强的焊接数值模拟方法，被广泛应用于焊接接头和小型结构的焊接问题研究。但是该方法计算耗时长、运算规模大，难以应用于大型复杂结构的焊接模拟。本文针对焊接模拟热弹塑性有限元方法，提出了改进方法以提高计算效率，并实现了大型船体加筋板结构的焊接过程模拟，本文所做工作主要包括： (1)针对船体焊接中常见的T型接头形式，基于ABAQUS软件中具有截面积分特性的shell单元配合solid单元提出了shell/solid模型方法，有效的降低了建模复杂程度和求解自由度。通过对T型接头焊接变形和残余应力计算对比，验证了采用shell/solid模型模拟结构焊接过程的计算精度。 (2)提出了焊接模拟瞬时移动热源的简化等效方法，将瞬时移动热源简化为分段移动热源：将焊缝划分为若干段，忽略各段内的热源移动效应，沿焊缝方向依次施加各段的段状热流密度。通过T型接头算例计算对比表明，通过合理划分分段数目，分段移动热源可以在保证相近的计算精度下，有效的降低计算耗时。 (3)将 shell/solid模型和分段移动热源应用于大型船体加筋板结构的焊接过程模拟，计算了焊接变形和残余应力，通过与实测值比较，验证了该方法的可行性和可靠性。 |
| 作者： | 沈济超 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 陈震 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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