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高强度钢板材及管件焊接残余应力分析
| 论文题名： | 高强度钢板材及管件焊接残余应力分析 |
| 关键词： | 高强度钢板材;热弹塑性;残余应力;管件焊接;数值模拟 |
| 摘要： | 近年来高强度钢在船舶与海洋工程结构中得到越来越多的应用,由焊接引起的高强度钢残余应力对结构的安全性的影响越来越显著。目前,焊接残余应力大多用经验公式计算得到,但是不同的焊接结构、焊接工艺和焊接方法都会造成焊后残余应力的不同,所以有必要对高强度钢焊接残余应力进行深入的研究。 本文基于热弹塑性理论,结合外高桥船厂建造海洋平台所用到的实际焊接结构,对550MPa级的高强度钢平板对接焊、角接焊和圆管对接焊进行研究,分析焊接过程的数值模拟和残余应力预报方法,完成了如下研究工作: 1)分析热传导经典理论和热弹塑性理论,根据热传导方程求解三类热传导边界条件,建立热—力耦合方程以及非线性弹塑性本构模型和热应变本构模型,进行热力耦合分析。 2)建立双椭球热源模型并计算热载荷,通过APDL程序语言编写热载荷移动加载程序,结合生死单元技术,施加三类边界条件,考虑相变潜热的影响,瞬态求解焊接温度场,研究温度场分布规律及温度变化情况。 3)采用间接热—力耦合方法进行应力场分析求解,通过APDL程序语言将温度场载荷施加在结构中,求解焊接应力场,得出纵向、横向残余应力分布规律以及残余应力随时间变化情况。 4)研究交替焊焊接方法,并与传统焊接顺序做对比,说明交替焊焊接工程应用的合理性,并总结消除残余应力和变形的一系列方法,提出合理性建议。 |
| 作者： | 李卓骅 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 李辉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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