X60管线钢DWTT与CVN测定韧脆转变温度对比研究

采用炉卷轧机生产的不同规格X60管线钢,利用落锤撕裂(DWTT)和夏比冲击(CVN)两种试验方法进行试验,对试验数据按Boltzmann函数数学模型进行回归并绘制韧脆转变温度曲线,测定韧脆转变温度。试验表明:两种试验方法测得的韧脆转变温度FATT85%相差较大,夏比冲击法测得值更低;韧脆转变温度随规格的增加而升高,与板材的显微组织及试样的"厚度效应"等因素有关。     

低温环境下Q690高强钢断裂韧性参数的试验与数值研究

考虑到北极寒冷的气候环境特点，采用夏比冲击试验和三点弯曲试验研究了名义屈服强度为690MPa的Q690高强钢的低温冲击韧性和断裂韧性，并基于试验结果建立了夏比冲击能与CTOD之间的非线性关系。基于CGM有限元方法研究了屈服强度、硬化指数、试样厚度和焊缝强度匹配系数对Q690高强钢母材和焊接试样CTOD阻力曲线的影响。结果表明，温度对夏比冲击能和CTOD的影响符合Boltzmann函数规律。低温使高强钢的韧性降低，脆性增强。根据Boltzmann函数，得到了Q690高强钢的韧脆转变温度，可作为寒冷地区工程材料选择的参考标准。硬化指数、试样厚度和焊缝强度匹配系数对高强钢母材和焊接试样的阻力曲线影响较大，而屈服强度影响相对较小，这对高强结构钢的选材具有重要的参考意义。     

船用DH36钢屈服强度温度依赖特性研究

屈服破坏是船体结构失效的主要模式之一,屈服强度的变化会给船体结构设计带来重要影响。研究了船用DH36钢屈服强度与温度的依赖关系。通过低温拉伸试验,确定船用DH36钢在-60～10℃范围内的屈服强度,由自定义函数拟合得到屈服强度与温度的依赖关系,并从微观角度对这一现象进行了解释。结果表明,船用DH36钢在-60～10℃范围内的屈服强度随着温度的降低而升高且服从指数规律,在-60～-20℃范围内船用DH36钢的屈服强度对温度的敏感性高于-20～10℃时的屈服强度。     

单曲率船体外板电磁感应加热弯曲成型工艺规划

以18.000 mm厚的船用AH36钢板为研究对象，开展电磁感应加热弯曲成型试验并测量板材的瞬态温度，采用手持式三维扫描仪获取板材点云数据，利用后处理软件得到板材面外弯曲变形云图。基于热-弹-塑性有限元分析，模拟板材电磁感应加热弯曲成型过程，温度和面外弯曲变形计算结果与测量数据较吻合，验证建立的数值模型的准确性。基于高通量的有限元分析，建立热源移动速度与横向弯曲角度的数学关系。针对单曲率板材，提出内接折线法和外切折线法拟合板材弯曲形状，给出相应的板材加热线位置和热源移动速度等工艺参数，进行热-弹-塑性有限元分析。计算结果表明，由提出的两种方法得到的面外弯曲变形均与目标曲率板的弯曲形状相吻合，证明内接折线法和外切折线法应用于实际工程的可行性。     

低温下HTS-A钢疲劳裂纹扩展速率预报方法研究

针对低温下船用HTS-A钢的疲劳裂纹扩展行为,本文采用25 mm厚HTS-A钢CT试样为研究对象,开展常温及不同低温环境下疲劳裂纹扩展试验。在试验研究的基础上,提出包含温度项的改进McEvily公式的低温疲劳裂纹扩展预报方法。结果表明：随着温度的降低,HTS-A钢的疲劳裂纹扩展速率逐渐降低。在-60℃时,HTS-A钢的低温疲劳裂纹扩展速率没有出现低温脆断,试验结果可为船用HTS-A钢低温疲劳设计提供数据参考。同时,分别采用本文HTS-A钢低温试验数据和文献中的钛合金低温试验数据验证低温疲劳裂纹扩展速率预报方法的合理性及正确性,该方法可用于预报不同低温环境下金属疲劳裂纹扩展速率。     

10CrNi3MoV船体钢力学性能的聚类分析

运用多元统计分析中的聚类分析方法,对10CrNi3MoV船用钢的力学性能进行了统计分析,通过数值计算评价钢材的综合性能,并按照分析结果对该船体钢的质量进行分类,以便深入掌握船用钢的质量状况,为完善船厂的质量管理及保证体系提供切实有效的方法和途径.首先,选取钢材的强度、塑性和韧性作为分析对象,包括屈服强度、抗拉强度、延伸率、断面收缩率和冲击功等五项性能指标.根据船体钢强度、塑性与韧性相互之间的制约关系和相关的钢材验收标准,结合船体钢力学性能试验数据分析结果,提出了船体钢最优综合性能评价标准.然后,运用马氏距离和离差平方和法对16张合格钢板的力学性能进行了聚类分析,获取了钢材综合性能聚类树图,此分类情况下的相干系数为0.7118.通过分析,获得下列结论:(1) 运用聚类分析方法对钢材力学性能进行统计分析以评价钢材质量具备可行性.(2) 对于10CrNi3MoV船体钢,提出最优综合性能评价标准.其屈服强度、抗拉强度、延伸率、断面收缩率和冲击功分别为:667.5MPa、760MPa、23%、72%和183J(-20℃).(3) 各项性能指标都合格的钢板,其综合性能也存在差异.选取的16张合格钢板中,性能较佳的占31.25%,性能一般的占56.25%,性能较差的占12.5%.(4) 成分相同的钢板相互聚类的达到68.8%,表明了化学成分是影响钢板综合性能的一个主要因素.     

船用钢板的尺寸精度与船板利用率的提高

1.改变船用钢板偏差要求是一个急需解决的问题在船体施工设计中,船板的尺寸精度是一个极需关注的问题,因为它是决定船体分段大小的一个重要因素,而且关系到拼接时钢板刨边刨削余量的宽度。放大钢板规格固然可减少分段建造中的拼接焊缝,对提高船体建造质量和加快建造周期有利,但放大规格涉及面广,一时难以解决。近年来我厂大量进口日本海事协会认可的NK船板用于建造各类船舶。NK船板宽度偏差均为正值,因此按船板名义尺寸排板,拼接时不但能用足1800毫米,而且刨削余量也较小。目前,国产船用钢板宽度仍以1800毫米和1500毫米两种规格为主。设计时考虑到钢板实际尺寸的大小即宽度的偏差,1800毫米宽的船板只能用到1790毫米。因而刨边的加工量大,材料利用率低,单张板利用率约为98%。一艘万吨级船若以4000吨船板计算,则浪费量约达80吨。而且,1790毫米在计算和划分分段时,也     

试样厚度对船用钢疲劳裂纹扩展速率影响的试验

为研究试样厚度对船用钢疲劳裂纹扩展速率的影响,设计并实施两组不同厚度的紧凑拉伸试样进行疲劳裂纹扩展速率试验,同时建立了三维疲劳裂纹扩展有限元模型,分别基于线弹性理论和弹塑性理论对应力强度因子进行了计算,并分析了试样厚度对裂纹扩展速率的影响。试验与计算结果的综合分析表明:相同应力水平下,薄试样裂纹尖端的塑性区明显大于厚试样,且裂纹尖端应力强度因子值大于理论经验计算结果可达23.25%,因此,在材料裂纹扩展速率试验前,特别是试样厚度尺寸较小时,应充分考虑试样的厚度效应,参考基于弹塑性理论计算得到的应力强度因子结果,同时有必要针对当前试样及材料进行专门的裂纹扩展速率试验,以得到准确裂纹扩展参数结果。     

试样厚度对船用钢疲劳裂纹扩展速率影响的试验

为研究试样厚度对船用钢疲劳裂纹扩展速率的影响,设计并实施两组不同厚度的紧凑拉伸试样进行疲劳裂纹扩展速率试验,同时建立了三维疲劳裂纹扩展有限元模型,分别基于线弹性理论和弹塑性理论对应力强度因子进行了计算,并分析了试样厚度对裂纹扩展速率的影响。试验与计算结果的综合分析表明：相同应力水平下,薄试样裂纹尖端的塑性区明显大于厚试样,且裂纹尖端应力强度因子值大于理论经验计算结果可达23.25%,因此,在材料裂纹扩展速率试验前,特别是试样厚度尺寸较小时,应充分考虑试样的厚度效应,参考基于弹塑性理论计算得到的应力强度因子结果,同时有必要针对当前试样及材料进行专门的裂纹扩展速率试验,以得到准确裂纹扩展参数结果。     

低周疲劳下船体缺口板的裂纹尖端张口位移理论及试验研究（英文）

文章旨在研究大范围屈服下船体缺口板的裂纹尖端张口位移。基于弹塑性断裂力学理论,建立了循环载荷下船体缺口板CTOD理论模型。进而,对于船用高强度钢AH36进行低周疲劳试验研究,对于影响裂纹尖端张口位移的参数,如应力比、应力幅和平均应力进行了深入探讨。     

船用集装箱系固用固定件的选择

船用集装箱固定件要与船体材料匹配,并满足一定的强度要求.根据船用系固系统配套产品的不同,固定件结构型式也会不同.因此,固定件实际应用选择时应综合考虑各方面因素.详细介绍了船用集装箱系固装置固定件的结构型式、相关标准、规范及注意事项.     

45kg级船全钢焊接接头TIG熔修效果研究

经对ＴＧＩ熔修和未经ＴＩＧ熔修的４５ｋｇ级船体钢焊接试样,围绕对船体使用影响较大的力学性能作了较为全面的试验研究。结果表明,按一定工艺规范熔修处理的焊接接头,其海水介质腐蚀疲劳抗力,爆炸冲击抗力,低温脆断抗力等都得到了显著改善。     

45kg级船体钢焊接接头TIG熔修效果研究

经对ＴＩＧ熔修和未经ＴＩＧ熔修的４５ｋｇ级船体钢焊接试样,围绕对船体使、用影响较大的 力学性能作了较为全面的试验研究。结果表明：按一定工艺规范熔修处理的焊接接头,其海水 介质腐蚀疲劳抗力、爆炸冲击抗力、低温脆断抗力等都得到了显著改善。     

船舶用钢焊接热影响区的腐蚀电化学行为研究

在海水间浸环境下,研究不同温度对船舶与海洋工程用钢AH32钢焊接热影响区电化学腐蚀的影响。利用Autolab PGSTAT 302N电化学工作站对试样进行经典三电极测试,分析其自腐蚀电位、极化曲线、电化学噪声、电化学阻抗谱等变化趋势,比较不同试样的耐蚀性。     

基于近场动力学的船用钢受破片冲击研究

为了研究船用钢在非接触式爆炸产生破片冲击下的相关响应模式,更好地提高舰船船体抵抗破片冲击能力,基于近场动力学方法对船用钢受立方体破片冲击的工况进行研究。首先,结合近场动力学理论改进损伤数指标,建立符合船用钢材料规范的船用钢受立方体破片冲击模型;其次,对船用钢在受到不同速度和冲击方式的立方体破片冲击的工况进行物理冲击试验和近场动力学数值模拟,结合数值模拟后的优化损伤图和物理冲击试验后的失效图分析各工况下钢板的失效模式,同时选取船用钢被贯穿失效后的应力图进行各贯穿阶段应力变化分析;最后,使用无量纲法结合线性回归法分析船用钢受破片冲击的临界贯穿速度影响规律。在破片冲击方式对船用钢影响程度方面,立方体破片以棱边对船用钢冲击的工况中钢板损伤程度比以面和尖角冲击的工况分别高出44.6%和29.9%;在破片临界贯穿速度影响规律研究方面,分别得出误差率小于4%的立方体破片以棱边、面、尖角冲击钢板的极限贯穿速度经验公式,并得出在同样条件下立方体破片以棱边对船用钢冲击所需临界贯穿速度最小。采用该近场动力学方法进行破片冲击船用钢的数值模拟研究具有高适用性和准确性,在对船用钢板强度分析时应注重研究立方体破片以...     

某型支撑座工装结构优化设计研究

Z型支撑座工装作为某船厂典型的船用工装设备,在其支撑作业过程中承受较大的船体集中力载荷作用。文章针对该类型工装实际现场使用工况,基于有限元方法对其支撑工装结构型式进行研究分析。通过参数化分析,得到了该类型支撑工装结构尺寸对结构强度的影响,提出并分析了支撑工装结构型式的优化。为类似支撑工装结构设计提供参考。     

不同运行条件下船用蒸汽蓄热器充汽过程动态特性数值模拟

船用蒸汽蓄热器的充汽过程是复杂剧烈的汽液两相热质交换过程,具有瞬时充汽量极大、热负荷波动剧烈的特点,其充汽特性直接关系到舰船蒸汽动力系统的运行稳定性。根据船用蒸汽蓄热器的运行条件,采用考虑汽液两相蒸发与冷凝的两流体模型和热相变模型,进行不同初始水位和压力下船用蒸汽蓄热器充汽过程动态特性的数值研究。计算结果表明：在充汽流量一定的条件下,蒸汽蓄热器初始水位越高,导致蓄热器压力越小、蒸汽温度越低;蒸汽蓄热器初始压力越大,造成蓄热器压力越大、蒸汽温度越高;在充汽起始阶段,蒸汽蓄热器初始压力越大,蓄热器水位和压力波动越剧烈。     

海上设备材料腐蚀加速试验研究

开展了盐雾试验的严酷度对试验结果的加速性影响研究,通过采用不同材料的试样：铁板、铝板、不锈钢等。调节试验NaCl溶液的浓度、盐雾沉降量、试验温度、连续喷雾和间歇喷雾4个参数,在每个参数的不同严酷度下针对每个种类的样品进行盐雾腐蚀试验,分析试验后的腐蚀结果和程度并根据拟合分析得到不同严酷度对于每种样品的试验结果的加速影响效果。     

感应加热实现板材弯曲成型的试验

针对船体板材弯曲成型中存在的精度控制和智能建造不足等问题,基于25 kW新型感应加热成套设备,对6～8 mm的船用钢板材进行感应加热弯曲成型试验。使用K型热电偶和高精度的温度无线实时测量系统对板材感应加热过程的温度热循环进行数据采集,分析感应加热线圈移动速度对板材加热温度的影响,基于理论分析并采用不同的加热路径,分别获得马鞍形和帆形等弯曲形状板材;应用高精度3坐标定位仪,测量得到沿着纵向和横向的面外弯曲变形,试验及测量结果表明,感应加热精准可控,自动化程度高,易于实现板材弯曲成型的智能建造。     

船舶十字焊接接头在不同位错精度下应力集中系数的有限元计算

研究了船舶十字焊接接头在不同位错精度上的力学性能。建立了船体十字焊接接头有限元应力分析的力学模型，利用增量法，对由２１．５ｍｍ，２５ｍｍＢ级船用钢组成的船体十字焊接接头进行了平面应变的有限元应力弹塑性分析；研究了不同位锚精度下十字焊接接头的应用力集中系数，并分析了不同焊角尺寸对十定焊接接头应力集中程度的影响，这将对制订更为合理的船舶结构十字接头位错精度标准提供了可靠的依据。