原文传递
船体加筋板结构连续及间断焊焊接变形研究
| 论文题名： | 船体加筋板结构连续及间断焊焊接变形研究 |
| 关键词： | 船体;加筋板结构;焊接工艺;焊接变形 |
| 摘要： | 焊接工艺被广泛地应用于船舶与海洋结构物建造中，对于焊接过程的模拟研究可以了解结构的焊接变形特点及规律，优化和改进焊接参数，从而提高船体生产的效率及质量。近年来，热弹塑性有限元方法由于其精度高，适用结构范围广泛，能够考虑焊接过程中各重要影响参数等特点，被广泛地应用于焊接问题的研究。加筋板结构具有强度重量比大，易于加工等特点，是船体结构的主要组成部分，比如甲板、船底、舱壁、舷侧等。在船体建造过程中，主要采用焊接对船体加筋板进行加工及连接，在焊接过程中不可避免地产生焊接变形，对船体下一阶段的装配造成了困难。基于热弹塑性有限元的shell/solid模型方法是对传统的solid模型方法的改进，在保证精度的前提下降低计算模型的自由度数量，减少运算消耗的时间，但是该方法要求对计算模型进行大量的前期处理。本文针对shell/solid方法存在的不足之处提出改进措施，并在此基础上研究了连续焊接、间断焊接以及不同焊接顺序对于船体加筋板结构变形的影响。本文的主要工作如下： （1）Shell/solid模型方法提高了热弹塑性有限元方法进行焊接模拟的研究效率，但是该方法需要对计算模型进行大量前期处理工作。本文利用Python语言基于Abaqus平台进行二次开发，编写了针对T形接头模型shell单元及solid单元自由度自动关联的子程序，提高了shell/solid方法前期处理的工作效率。通过算例，对该子程序的功能进行了测试与验证。 （2）采用shell/solid模型方法建立典型的船体加筋板架有限元模型。对比分析了加强筋两侧焊缝同时焊接与依次焊接这两种焊接方式对于加筋板变形的影响。结果表明，采用同时焊接方法的加筋板架产生了较小的变形，变形结果较为对称。 （3）针对该加筋板架模型，在采用同时焊接方式的基础上，分析比较不同加强筋焊接顺序对于加筋板变形的影响。结果表明，选择合理的焊接顺序有助于改善焊接变形。 （4）分析比较了链式间断焊及交错间断焊两种间断焊接方式对于加筋板变形的影响。通过数据的比较发现，相比于连续焊接，采用间断焊加筋板结构的变形值大幅度减小。相比于链式间断焊，交错间断焊获得更加对称的焊接变形。 |
| 作者： | 陈哲超 |
| 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： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
