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邮轮薄板焊接仿真及变形控制技术研究
| 论文题名： | 邮轮薄板焊接仿真及变形控制技术研究 |
| 关键词： | 豪华邮轮;薄板焊接;变形控制;仿真模拟 |
| 摘要： | 造船行业是我国的一大支柱型产业。一直以来，我国的造船产能和技术均名列在世界前列。随着世界造船行业的发展，我国的造船行业目前既面对着机遇，也面对着挑战。如何从传统工业向高技术工业发展，是现在我国造船业面临的最大问题。近几年，我国在航母建造、深海潜水等领域，都做出了不小的成果。但是想要在保持在世界造船业的地位，我国还有很多技术需要发展。豪华邮轮建造一直是我国造船行业的空缺。越来越多的国内船厂开始尝试豪华邮轮的建造。豪华邮轮中。薄板焊接变形是目前船厂面临的一个难题。为了减轻船舶总质量，邮轮建造的时候一般采用薄板，但是薄板在焊接的时候容易受热变形。发生焊接变形后，分段对接时，无法达到要求精度。建造完成后，也将会有焊接残余应力遗留在板材中，影响船舶的使用寿命。 本文依托于船厂的实际豪华邮轮薄板焊接项目，开展了以下研究: (1)本文首先通过sysweld软件对船厂给定的焊件进行建模，船厂在薄板焊接时，使用的是≤7mm的薄板结构，并采用埋弧焊对薄板进行焊接加工。文章在软件中对这一焊接过程通过热源选择、板材尺寸定义、焊接参数选择、多道焊道定义、加持条件等几个方面进行约束，并验证了建模的合理性。然后通过对几种不同焊接轨迹的结果对比，说明了焊接轨迹改变对焊接变形的影响。 (2)根据焊接轨迹改变对焊接变形的影响，引入遗传算法，通过Isight对结果进行进一步优化。在此基础上，结合焊接过程中的能量输入，热源深度，焊接方向，焊接不同分段数量等限制条件，对模型进行多目标优化，得到不同条件下最优的焊接结果。并对目标优化结果进行对比讨论，寻找比较优秀的控制焊接变形的方式。 (3)根据焊接轨迹优化结果，设计了实际焊接试验。通过两种测量方式，分别得到了不同尺寸的薄板焊接实际试验结果，并展开了试验结果自身对比，试验结果与仿真模拟结果对比。验证了仿真优化的可靠性，对船厂的薄板焊接作业提出了指导性意见。 本课题采用软件模拟和船厂实际试验验证相结合的方式，实现了焊接轨迹改变对焊接变形的影响的模拟。同时利用遗传算法，实现了对焊接轨迹进行的多目标优化分析，找到焊接最优轨迹。区别于传统焊接方法，该优化使得焊接结果更精确可控，是未来指导船厂焊接作业的方向。 |
| 作者： | 米丹枫 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 姚竞争;欧书博 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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