原文传递
LNG船液舱维护系统殷钢薄膜焊接接头疲劳寿命分析
| 论文题名： | LNG船液舱维护系统殷钢薄膜焊接接头疲劳寿命分析 |
| 关键词： | 液化天然气船;Invar钢;焊接接头;残余应力;晃荡载荷;疲劳寿命 |
| 摘要： | 随着国家对环境保护越来越重视，可以预见，在未来相当长的一段时间内，天然气作为清洁优质的能源，其需求和开发会越来越旺盛。作为运输液化天然气(LiquefiedNatural Gas，LNG)载体的LNG船的需求量也越来越大。 焊接是船舶制造的关键技术之一，焊缝质量直接影响着焊接结构的抗拉强度、疲劳寿命和耐腐蚀性能等。Invar钢为薄膜型LNG船液舱维护系统使用的屏蔽材料，Invar钢带采用电阻焊或钨极氩弧焊焊接而成屏蔽层，由于焊接结构的焊缝及热影响区存在较高的焊接残余拉应力，因此，研究Invar钢焊接残余应力对LNG船液舱维护系统疲劳寿命的影响有重要意义。 首先，基于有限元分析软件MSC.Marc建立了焊接有限元模型，对焊接过程中温度场及焊后应力场进行了模拟和分析，采用X射线衍射法测量了Invar钢搭接接头的纵向焊接残余应力，验证了数值模拟的正确性。数值模拟及实测结果表明，焊缝及热影响区存在较高的纵向残余拉应力，数值模拟的应力峰值高于Invar钢的屈服强度;焊接横向残余应力相对较小;焊接电流越大，焊后纵向残余应力峰值越小，高应力区越大。 其次，与不考虑焊接残余应力相比，考虑焊接残余应力并施加晃荡载荷后，焊缝及热影响区仍存在较高纵向焊接残余应力，且焊缝及热影响区节点疲劳寿命下降较为明显，说明焊接残余应力对Invar钢薄膜焊接接头的疲劳寿命有较大影响。对疲劳寿命较低的节点进行优化设计，结果表明减小节点纵向残余应力可以显著提高其疲劳寿命。 最后，对残余应力释放对疲劳寿命的影响进行了研究，研究表明，在一定的应力比和应力幅下，焊接纵向残余应力有较大幅度释放，疲劳寿命显著提高。 |
| 作者： | 王显栋 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 刘玉君;赵东升 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
