夹芯复合材料/钢板胶接接头力学特性

对4种夹芯复合材料/钢板连接接头进行四点弯曲试验和数值研究。试验获得了接头的失效载荷、载荷-位移曲线以及失效模式,通过对比发现接头的承载能力与接头形式有很大关系。采用有限元方法获取了接头载荷-位移曲线以及应力分布,并研究了接头各设计参数对接头弯曲刚度的影响。     

T型接头横向埋藏裂纹扩展特性

基于断裂力学理论和有限元分析,研究T型接头横向埋藏裂纹扩展特性,实现了双向拉伸载荷作用下T型接头横向埋藏裂纹扩展形状变化的数值模拟。结果表明:T型接头横向埋藏裂纹扩展至结构表面时的形状为近圆形,与裂纹埋藏位置和初始形状无关;埋藏于焊趾端部板材中的裂纹扩展快于埋藏于焊缝中的裂纹扩展。     

复合材料板与钢板胶接、螺接与混合对接接头的力学特性研究

对6种不同的复合材料板与钢板的连接接头,即单盖板胶接、螺接、混接,以及双盖板胶接、螺接、混接的连接接头进行了静力拉伸试验与数值研究。静力试验获得了接头的失效载荷、载荷-位移曲线以及失效模式,通过对比发现接头的承载能力与接头形式有很大关系。采用有限元方法获取了胶接接头中胶层应力分布,并研究了接头各设计参数如搭接长度、胶层厚度等对接头强度的影响规律。     

基于压条拘束的薄板接头焊接失稳控制

将焊接试验与数值模拟相结合，对采用压条拘束控制的2种典型焊接接头失稳变形机理进行了研究。基于热-弹-塑性有限元方法，分别再现5mm厚对接接头和T型接头在常规自由态和压条拘束下的焊接过程，将2种接头计算得到的面外变形与焊接试验后测量的面外变形进行对比，从而验证所采用的有限元计算方法的准确性。分别计算对接接头与T型接头在不同压条拘束距离下的面外变形，并分析拘束距离对2种接头焊接失稳变形的控制效果；比较不同拘束距离下接头的焊接温度场及固有变形，阐明压条拘束控制2种焊接接头失稳变形的机理。结果表明：施加压条拘束使对接接头的纵向固有收缩和横向固有弯曲均减小，从而控制其焊接失稳变形；T型接头施加压条拘束后，几乎不影响纵向固有收缩，但使得横向固有弯曲显著减小，从而达到控制焊接失稳变形的效果。     

船舶结构T型接头焊接变形数值模拟研究

基于ANSYS WORKBENCH有限元软件,建立了某集装箱船T型焊接接头的热-弹塑性有限元模型。通过顺序耦合的计算方式,对接头的焊接温度场、焊接残余应力及变形进行了数值模拟。最后将数值模拟结果与试验结果进行比较。研究结果表明：数值模拟计算得到的T型接头横向位移和纵向位移与试验结果相符合,所建立的数值模拟模型较准确地预报了T型接头的焊接变形情况。     

板板焊接构件应力强度因子的工程化方法研究

针对承受拉弯载荷作用焊趾处含有表面裂纹的T型焊接接头,提出了一种根据裂纹最大张口位移量确定裂纹最大深度处应力强度因子的新方法。基于有限元数值计算,考虑了模型尺寸效应、焊接尺寸、裂纹深度比、裂纹形状比等因素对应力强度因子的影响,建立了拉伸、弯曲载荷对应的修正系数表达式,提出了基于裂纹表面最大张口位移确定T型焊接接头裂纹深度方向的应力强度因子的简便方法。以十字形板板焊接接头为例,显示该方法适用于任意形式的板板焊接接头。     

船用钢T型接头焊趾选择优化研究

针对船体焊接构件焊趾处应力集中影响船艇结构寿命的问题,利用有限元软件建立船艇重要区域中内龙骨的有限元模型,在约束和载荷相同的情况下,对比分析不同焊趾形式及尺寸T型接头的应力分布和疲劳寿命。研究表明,对于陆军船艇而言,平面形焊趾形式应力集中程度较小,焊后加工方便,适合船艇修理实际要求;焊脚尺寸为4~6 mm的平面形焊趾形式的T型接头疲劳寿命最大,在船艇T型构件焊接时焊脚尺寸应选用此范围内。     

铝合金上层建筑与钢主船体的新型焊接过渡接头

在分析现行的用于铝合金上层建筑与钢船体焊接的过渡接头存在问题的基础上,提出了一种新型过渡接头。它在耐热性,传递载荷等方面均优于现行过渡接头。另外,文章对新型过渡接头的爆炸复合工艺及质量控制作也了简要说明。     

AH32钢T型焊接接头疲劳强度的试验与数值模拟

对AH32钢T型试件进行疲劳试验,并利用有限元软件对T型焊接接头的应力分布及疲劳寿命进行数值模拟,最终将疲劳试验结果与数值模拟结果对比分析。研究发现,T型焊接接头在焊趾附近处应力值最大,寿命最短。本文研究结果为今后船海结构物的疲劳寿命预测提供了有益参考。     

单面搭接粘接接头的应力

用有限元方法来预测聚碳酸酯／聚碳酸脂单面搭接粘接接头接受轴向截荷时的剪切应力和法向应力分布。将数值分析结果与光弹试验结果进行了比较，证实了数值模型的正确性。研究了搭接长度和被粘接物形式对应力的影响。     

铝合金上层建筑与钢主船体的新型焊接过渡接头《船舶工程》1999年第4期 P26～28，34

本文在分析现行的用于铝合金上层建筑与钢质主船体焊接的过渡接头所存在问题的基础上，提出了一种新型的过渡接头。它在耐热性、传递载荷、装配焊接工艺、降低成本等方面均优于现用过渡接头。另外，作者还对新型过渡接头的爆炸复合工艺和质量控制也作了简要说明。新型过渡接头基板与复板的厚度之比约为1：1，为确保复合质量，爆炸时应采用增强的基础以作补偿，表3、图3。     

匹配类型对接头静载下抗断裂性能的影响

本文以造船行业常用的ＺＣＢ钢为研究对象，选用高匹配焊接接头，采用带缺口试样在静拉伸载荷作用下进行试验。试验表明，在本试验条件下，焊缝与载荷垂直时，接头的抗裂性主要取决于焊缝的强度，焊缝强度越高，接头的抗裂性越好。当焊缝与载荷平行时，接头抗裂性主要取决于焊缝塑性，焊缝强度直高的生越差。本文所采用的评定接头抗断裂性能的参量（断列比功Ｗ／Ｆｏ，整体平均应变ε，最小截面收缩率ψｍｉｎ）简单易行，结论可靠，     

典型焊接接头固有应变的影响因素研究

基于热弹塑性有限元法采用多线性各向同性强化原则对船级钢T型接头的焊接过程进行了数值模拟,重点研究分析热输入量、焊接速度及焊脚长对固有变形的影响.从T型接头的固有应变数值分析与实验结果对比可以得到:当热输入量一致,数值计算的温度场和角变形与试验结果基本一致;角变形随着焊接速度和焊脚长增大,先增大后减小;横向收缩与纵向收缩率则有着不同的比例关系。     

T型接头拘束裂纹试验方法研究

根据日本钢结构协会的调查,焊接裂纹的产生,以接头形式而言,T型接头占30％。十字型接头占54％。以裂纹产生部位而言,这两种接头型式的根部裂纹占80％。因此,如何评定T型接头中产生根部裂纹敏感性是钢材工艺焊接性评定的重要内容。目前,我国只有检验焊条用的T型接头焊接裂纹试验方法,而无检验钢材用的T型接头拘束裂纹试验方法。我们结台国外采用的T型可变拘束裂纹试验方法,做了五种T型接头拘束裂纹试样的试验;测定了每种试样的拘束度;确定了拘束度与冷裂纹率的关系。试验结果得到试样拘束度递减顺序基本与裂纹率递减顺序相吻合。本文建议:应根据实际结构的拘束度选择具有相应拘束度的T型接头裂纹试样进行抗裂性试验,同时选择施工的最低环境温度为试验温度,并按钢材特性选择合理的焊接工艺规范。     

直翼推进器水动力性能数值模拟

在直翼推进器的工作原理分析的基础上，以某型直翼推进器的缩比试验模型为研究对象，利用基于计算流体力学的数值模拟方法进行了建模与仿真，并通过将数值仿真结果与试验数据相比较的方法验证了仿真方法的准确性。在此基础上，对直翼推进器的流场特性、敞水性能、桨叶及整桨载荷等水动力特性进行了分析，为直翼推进器水动力性能预报及桨叶及推进器设计提供了技术支撑。     

大潜深平台多耐压体连接结构接头连接设计

多耐压体大潜深平台在深海静水压力作用下各耐压体纵向变形存在明显差异,导致连接结构发生弯曲变形,会对结构安全和相连设备造成不利影响。对比分析连接结构焊接和接头连接的优缺点,提出一种固定接头与活动接头结合的连接结构接头连接方案,使得连接结构最大主应力相比焊接时降低41.1%。为使连接结构接头连接方案能够更好地承载纵向冲击载荷,设计了一种位移补偿接头,既能在下潜过程中实现耐压体纵向自由移动,又能在下潜到工作深度后和固定接头一起承受纵向冲击载荷。本文可为多耐压体大潜深平台连接结构设计提供有益参考。     

基于ANSYS平台的搭接接头工作应力及应力集中系数的研究

运用数值模拟软件ANSYS建立搭接接头的数值模型,并用利参数化设计语言(APDL)编程实现。研究焊缝几何参数对于搭接接头的工作应力及应力集中系数的影响,并对结果以曲线拟合的方式进行分析,与实际情况相符,有利于优化焊接工艺设计。     

基于内聚力模型的船舶焊接接头裂纹萌生及扩展分析方法

船舶一般为大型焊接结构,焊接接头处较易产生裂纹等缺陷,因此需开展焊接接头裂纹萌生及扩展研究。首先,基于双线性内聚力模型对不锈钢钎焊接头模型进行裂纹萌生及扩展的数值模拟计算,获得载荷与裂纹扩展长度的关系,并与文献试验结果进行对比分析。在两者结果较为一致的基础上,采用相同方法对船舶典型焊接接头的裂纹萌生及扩展进行数值模拟计算和分析。结果表明,基于双线性内聚力模型的裂纹萌生及扩展分析方法能够较好地模拟船舶焊接接头裂纹扩展过程中的开裂、损伤积累及损伤未积累阶段。焊接接头裂纹萌生及扩展研究可为后续进行相关船舶结构安全评定奠定理论研究基础。     

相似理论在水下爆炸冲击波载荷中的应用

以相似理论为基础,采用数值仿真试验的方法,探讨舰船结构遭受水下爆炸冲击波载荷作用时的动响应相似性问题。以某型舰原型作为基准模型,根据实际工程需要对舰船进行缩比仿真试验。原型有限元模型与缩比试验有限元模型数值结果表明:通过试验模型可以准确预测原型结构遭受水下爆炸冲击波时的动响应特性,将几何相似律应用到水下爆炸冲击波载荷相似性研究中是可行的。     

联合载荷作用下撑杆结构极限强度研究

超大型浮体结构在复杂海洋环境下承受多轴载荷共同作用,使得刚度较弱的撑杆结构极易发生破坏,从而影响整个浮体的安全和可靠性。文章以超大型浮体撑杆结构为研究对象,基于模型相似理论,进行了压扭联合载荷作用下撑杆结构极限强度试验模型设计,并开展模型试验研究。通过数值仿真方法与试验结果的对比分析,验证了数值仿真方法的正确性,并据此开展实尺度撑杆结构在不同扭转载荷作用下的压缩极限强度数值仿真计算,给出了压扭联合载荷作用下撑杆结构极限承载能力计算简化公式,为撑杆结构设计提供支撑。