船舶分段装配焊接精度控制应力应变数值模拟

造船生产过程中精度控制通常采用主动控制的方式,对各种影响因素进行深入研究,在误差产生之前采取合理的方式加以控制。随着加工精度提高、生产流程优化,焊接变形的控制成为造船精度控制的关键。通过以57500DWT散货船底部分段为研究对象,将焊接变形与焊接能量输入关系及板厚公式化,采用基于固有应力的等效载荷方法对船体分段的焊接变形量进行有限元分析与计算,对船体分段建造过程中焊接变形进行有效而准确的预测,为分段焊接补偿量的设定提供了有效依据,通过实测船舶长度X、宽度Y、高度Z三个方向均达到精度要求,为造船精度控制技术的广泛应用提供了有效途径和方法。     

船体结构T型接头焊接变形预测及控制研究

T型接头的焊接变形会对船体结构件的安装以及强度安全等方面带来不利影响,基于SYSWELD有限元分析软件,利用热弹塑性非线性有限元计算方法并选取双椭球体积热源模型,模拟T型接头开单边V型坡口时的焊接变形。基于预测结果,提出改变焊接顺序来控制焊接变形,通过对四种方案下焊接变形结果的对比确定了最优方案并进行了理论分析,为实际生产过程中焊接变形的预测和控制提供了理论指导。     

船体结构焊接变形预测与控制技术研究进展

船体结构的焊接变形控制是精度造船的重要组成,对于提高舰船质量、缩短造船周期等方面具有重要意义。本文论述了船体结构焊接变形预测与控制技术的研究进展在船舶行业的应用情况,讨论了焊接变形预测的各种数值仿真方法及其特点,重点阐述了热弹塑性有限元法和固有应变法在船舶行业的应用前景,介绍了控制焊接变形的各种措施,推动精度造船技术在船厂的应用。     

大型尾部分段装焊固有应变有限元计算精度控制技术

船舶建造精度控制是对造船全过程的尺寸精度分析与控制,随着船体结构加工精度的不断提高,装配工艺装备、工艺程序的不断优化,船体装配与焊接精度控制的重点是对焊接过程中所产生的变形开展有效监测与防控。固有应变有限元计算是通过避开复杂的焊接过程,采用简单的弹性静载分析,简化计算过程,辅之于专用焊接变形预测软件,对焊接过程中的固有应变进行预测,给出相应的焊接变形补偿量,从而达到精度控制的目标要求,并在575000DWT散货船尾部分段生产实践中加以了应用。     

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。     

BP神经网络预测船体焊接变形

实现无余量造船的重要前提是准确预测船体结构的焊接变形,从而满足造船精度要求。由于焊接变形的起因以及现场工作环境非常复杂,几种回归公式难以完全覆盖所有范围。为此,本文应用C 语言实现BP神经网络学习算法,来预测船体构件焊接横向变形和角变形。     

某潜艇艉端船体结构加强的变形控制

船体构件装焊过程中产生的焊接残余应力不仅会降低船体焊接结构件的性能，还会影响结构的尺寸精度和外观，而且可能降低其承载能力。焊接残余应力变形矫正不仅费时、费工，甚至还会带来新的问题。使得船体建造精度不易控制，从而最终影响到船舶的修造质量，因而采取一些有效的控制措施是必要的。文章介绍了某潜艇艉端船体结构加强过程中，采取相应措施以控制和调整变形，强调在施工工艺制定工作中应充分考虑如何控制焊接变形。     

中小型船舶焊接变形控制工艺设计

为减少焊接变形对建造精度、质量和周期影响,结合薄板、中厚板焊后的变形特点,以及中小型船舶建造过程中各阶段的特点,通过对小组立,中、大组立,总组及搭载等阶段中焊接变形实船记录,找出船板选择、船体分段划分、坡口设计、装配及工装、焊接试验、焊接工艺设计、焊接顺序等对焊接变形产生影响的因素。结果表明应在设计阶段考虑焊接变形控制,从而解决船体构件焊接后变形复杂、矫正困难和精度偏差大的难点,为后续中小型船舶建造从焊接工艺设计进行预防和控制焊接变形提供经验。     

大型船舶轴系分段镗孔工艺

为了缩短船坞周期,提出轴系分段镗孔工艺,通过改变工艺操作流程,把原坞内镗孔前移到平台开展,艉轴管分段在垂直状态下镗孔,降低施工难度,有效消除了镗排因自重所产生的扰度的影响,切实保证镗孔精度;相关分段搭载及焊接时,通过控制船体变形及焊接收缩变形,保证轴系的精度;进而提高了船舶建造质量和造船速度。     

铝合金船体焊接变形及其控制措施

铝合金材料线膨胀系数大、导热性强,焊接时容易产生翘曲、波浪变形等,因此建造全焊接铝合金船体要比建造钢质船体困难得多。精度控制与变形控制等船体建造关键工艺技术研究是全焊接铝合金船体结构建造工艺研究中很重要的一部分,是保证产品建造质量的关键。针对某船全焊接铝合金船体结构装焊易变形的特点,开展焊接变形分析并考虑合理可行的变形控制措施,深入研究总结铝合金船体建造过程中变形的控制方法,为系列船的批量化生产积累经验和技术,同时也为其他铝合金产品的生产提供参考和技术支撑。     

基于Weld-sta软件的船体结构焊接变形预测

预测船体复杂结构的焊接变形对制造工艺设计和精度控制具有重要的工程价值.基于固有应变理论,利用船体结构焊接变形预测专用软件Weld-sta对多用途船双层底结构焊接变形进行了预测,发现船长方向收缩最大变形量为13.2mm,船宽方向最大变形量14.5 mm.通过数值模拟结果与实验实测值的对比,可以得到软件计算的精度超过80%,验证了固有应变理论及软件用于焊接变形预测的可靠性,并在此基础上针对船体总段船台合拢的焊接变形进行了预测,发现焊接总收缩变形量为50.339 mm,与实际加工经验基本吻合.根据此结论可以针对各船体总段预留合理的焊接变形收缩量,验证了固有应变为基础的弹性板单元有限元预测法在船体总段合拢焊接中应用的可行性.     

状态空间的船体平直分段装配的偏差诊断和分析(英文)

Dimensional control is one of the most important challenges in the shipbuilding industry.In order to predict assembly dimensional variation in hull flat block construction,a variation stream model based on state space was presented in this paper which can be further applied to accuracy control in shipbuilding.Part accumulative error,locating error,and welding deformation were taken into consideration in this model,and variation propagation mechanisms and the accumulative rule in the assembly process were analyzed.Then,a model was developed to describe the variation propagation throughout the assembly process.Finally,an example of flat block construction from an actual shipyard was given.The result shows that this method is effective and useful.     

激光焊接技术在舰船建造中的应用

介绍了激光焊接技术的发展历史、工业焊接用激光源的基本特点、激光焊接技术用于造船业的优势及其存在的困难,重点介绍了激光焊接技术在舰船建造中的应用实例,包括激光焊接大型船板、激光焊接型材、焊接瓦棱夹层板、激光焊接修复等,指出了在舰船建造中开展激光焊接技术研究的必要性。     

45000t集装箱滚装船水密门精度控制

为更好地控制集装箱滚装船门框结构的安装精度，以45000t集装箱滚装船中只包含水密门结构的分段为例进行水密门精度控制研究。通过研究该分段的建造方式，改进分段的建造工艺，合理安排门框结构在分段建造过程中的安装顺序，进而缩减结构变形；同时，利用精度测量仪器进行跟踪测量，保证始终把精度控制在有效范围内。对焊接过程中采用的焊接方法进行研究，改进焊接工艺，采取逐步退焊法控制焊接热量，进而减少焊接变形。通过对分段水密门门框结构的安装工艺及焊接工艺进行研究，将理论与实践相结合，总结出一套行之有效的建造工艺，确保分段门框结构安装精度得到有效控制，保证水密门的性能，为该系列船后续的分段建造提供参考。     

船体结构焊接坡口建模设计与应用

基于船舶产品设计(Ship Product Design,SPD)造船设计软件,对船舶设计过程中船体结构焊接坡口建模设计进行探讨,论述船体结构焊接坡口建模的相关标准和宏坡口建模的功能创新,重点介绍焊接坡口建模数据在船体结构模型中的应用,为焊接物料量统计管理和数字化造船提供支撑。     

铝合金舰船结构设计中相关问题探讨

从分析舰船用铝合金的物理化学性能、加工性能及焊接性能入手,阐述铝合金用于船舶建造的诸多优越性.提出在铝合金舰舶的结构设计中应推广应用带筋板结构,当上层建筑采用铝合金结构,主船体为钢质时,应采用结构过渡接头直接焊接的方法.     

新型造船活络头通用胎架的研究

胎架是制造船体曲面分段和曲形立体分段的形状胎膜和工作台,是造船中使用最普遍、最重要的必备工装,分为专用胎架和通用胎架两大类。其主要作用是在分段制造过程中支撑分段、保证分段曲形正确和控制装焊变形。本文在分析数字化通用胎架功能要求的基础上,提出了一种新型造船活络头通用胎架,并介绍了该胎架的设计方案,以期为相关研究提供参考。     

固有变形计算方法及其在船舶焊接结构变形中的应用

采用基于固有应变法的弹性有限元分析预测大型复杂结构的焊接变形的前提是必须已知焊缝附近的固有变形。结构的焊接残余应力与焊接变形取决于其接头的固有变形大小及分布,因此开发精确计算接头固有变形的方法,并依此建立一个完善的固有变形数据库对于大型复杂结构焊接变形的预测有重要意义。文中提出了几种计算固有变形的方法包括公式法、热弹塑性有限元法、实测法,并分别采用这几种方法对典型T型接头的横向固有收缩与纵向固有收缩进行计算,三种方法得到的结果比较一致。在此基础上,进一步以典型船体结构为研究对象,采用依照这三种方法建立的固有变形数据库对其焊接变形进行预测,并与实测数据进行比较,验证了该数据库的有效性。