确定焊接反变形的数值模拟及规律分析

焊接接头附近局部的加热及冷却使被焊结构产生残余应力及角变形.目前在船厂精度控制中,通常采用构件焊接后对某些部位进行火工校正的方法来控制残余角变形.文章提供了另外一种有效控制结构残余角变形的方法:对结构焊前施加弹性的反向变形.利用热弹塑性有限元法来模拟结构的焊接过程,并对不同板厚、不同热源的结构分别进行数值模拟,最终确定焊接结构的弹性反变形规律:焊接前施加弹性反变形的结构在焊接后角变形趋于零.     

角焊缝角变形产生机制的研究

以T形焊接接头为算例,用有限元数值计算方法研究了六个固有应变分量各自对角焊缝角变形的作用效应,发现导致角变形产生的主要因素是与焊缝平行的平面内垂直于焊缝方向的固有剪切应变分量;将该固有剪切应变分量以均匀和非均匀两种分布形式施加在焊缝区,发现只有非均匀分布的固有剪切应变使焊接接头产生角变形.由此可知:角焊缝角变形产生的主要原因是在焊缝及其附近区域不均匀分布的固有剪切应变分量,而不是板厚方向上非均匀分布的横向固有正应变分量.此结论指出了关于焊接角变形产生机制的传统思维的认识误区,对研究预测角焊缝角变形简化方法具有指导意义.     

刹车带切割的变形控制

针对火焰切割机切割件产生变形的原因,对锚绞机刹车带带身的切割变形进行了分析,同时对刹车带变形控制进行了详细的阐述。     

模块化大型钢结构焊接变形控制

重点研究如何控制模块化大型钢结构焊接期间的变形.以Koniambo镍矿项目为例,详细分析焊接变形产生的原因,对出现的焊接变形的类型进行了归纳.提出在建造过程中为控制焊接变形须采取的必要措施.     

机械密封热变形的控制

机械密封面的热变形导致密封端面向着环形方向偏转,呈锥形收敛状(正的热变形偏转)。亦已证明,通过几何形状的控制,可以使静环部分的热变形偏转不明显,或者将静环设计具有扩散锥形,得到负的热偏转变形。后一种情况,该静环可与等于正热偏转变形的一般机械密封动环面配用,以致可使最终的偏转变形量趋于零。由于使用了液膜厚度探测装置,对液膜几何形状直接测定,从而使这一原理得到了实际的证明。     

基于ANSYS的艉轴密封环性能分析研究

为解决在高参数场合下,艉轴密封的密封端面产生力变形,热变形,造成密封失效问题,基于ANSYS软件平台,综合国内外在艉轴密封性能理论研究的新成果,对艉轴密封环建立热-结构耦合稳态的计算艉轴密封性能的有限元模型,并进行了密封性能研究.     

预测船体分段焊接变形方法概述

船体分段在焊接过程中产生的焊接变形会使船体结构强度降低,精确预测和控制焊接变形是现代造船工艺的要求.焊接变形分析方法包括实验法、解析法、数值分析法、等效载荷法等,常用的是后两种方法.数值分析法采用热弹-塑性有限元模型精确模拟焊接现象,但计算工作量大;等效载荷法计算焊接区域的固有应变,并将其转化为等效载荷,进而应用弹性有限元分析求得整个结构的焊接变形.     

船体分段焊接变形仿真

船体分段在焊接过程中产生的焊接变形会使船体结构强度降低,然而精确预测和控制焊接变形是个难题.文章提供了准确预测焊接变形的固有应变等效载荷法.这种方法运用有限元法结合固有应变理论以及实验结果对焊接变形进行分析:引入简化的弹-塑性分析杆-弹簧模型,通过分析得到固有应变受焊接区域约束度及最高温度分布情况的影响;将固有应变转化为等效载荷,应用弹性有限元分析求得整个结构的焊接变形.计算结果与LEECH计算及实验结果吻合较好.     

焊接反变形规律的实验验证

焊接接头附近局部加热及冷却使焊接结构产生残余应力及角变形。利用热弹塑性有限元法模拟钢结构的焊接过程,经计算发现,焊前施加弹性反变形的结构,焊后角变形趋于零。该数值模拟结果说明,对结构焊前施加弹性反向角变形,是控制被焊结构残余角变形的有效方法。通过焊接实验再次证明,弹性反向角变形对控制钢结构残余角变形的重要意义。     

基于固有变形的船用钢薄板对接焊失稳变形的数值分析

在船用钢薄板的焊接过程中,不但会产生常见的焊接变形,也有可能产生焊接失稳变形。本文以焊缝的固有变形为依据,阐明船用钢薄板对接焊失稳变形产生的内在机理;同时,以固有变形为输入参数,通过弹性有限元分析的数值模拟,预测出可能产生的失稳变形模态和变形值;最终,通过四种不同的工艺方法(激光焊、瞬态热拉伸、随焊激冷和间断焊等),来减小固有变形的数值,并控制薄板对接焊接头可能产生的失稳变形。     

基于数学建模的船体变形角研究

船舶在航行过程中并不能将其看成是一个刚体,船体会受到光照、风浪流等因素的影响,产生不同程度上的变形。本文根据影响船体变形因素的性质不同,将船体产生的变形角分为静态变形角和动态变形角。然后通过Matlab进行仿真,在仿真过程中利用卡尔曼滤波法进行船体动态变形角的估计,实验结果表明本文算法能够精准地估计出船体的动态变形角。     

核电用Q345B厚板多层多道焊动态角变形研究

为了获得核电用厚板多层多道焊的角变形动态过程,通过试验测试和有限元分析相结合的方法研究了40 mm厚Q345B钢板角变形过程.基于ANSYS有限元分析软件,开发了考虑移动热源、材料非线性和几何非线性的热弹塑性有限元计算方法.同时,采用位移传感器间接测试了焊接角变形过程.研究结果表明:Q345B厚板多层多道焊角变形动态过程可分为变形阶段和稳定阶段.单个焊道引起的角变形增加量呈先增大后减小的趋势.此外,综合考虑热输入与板厚叠加作用的热输入理论(Q/h~2)可以解释厚板多层多道焊角变形动态过程.     

大型邮轮薄板建造变形控制方法

针对大型邮轮薄板建造易变形的问题,分析薄板材料特性、热输入产生变形、塑性变形、精度不良引起的变形、结构弱引起的变形、预舾装不规范引起的变形和船坞阶段的二次变形等,从原材料应力释放、设计、工艺流程、热输入、吊装运输及堆放、精度控制、预舾装安装、矫平顺序、工艺孔以及修正方案等多方面综合考虑控制以及后期纠正措施.     

船舶尾轴机械初始力变形对密封温度场的影响分析

在船舶尾轴密封温度场中,应用传统分析方法无法考虑初始力变形对温度场影响,导致分析结果存在严重误差,为弥补传统分析方法的不足,在传统方法的基础上进行优化。对尾轴上的端面变形结构进行计算,在此结构上建立密封环初始力变形方程,由此得出影响密封温度场的因素,在不同因素的影响下,利用有限元方法对密封空间中的温度场进行计算。使用优化分析方法进行实验,发现初始力变形程度越强,密封温度场内的温度越高,平均误差值与传统分析方法相比低了4.3。     

T型焊接结构的角变形控制

T型焊接在船舶结构中的应用是非常广泛的.T型接头附近局部的加热及冷却使被焊结构产生残余应力及角变形.目前在船厂精度控制中,通常采用构件焊接后对某些部位进行火工校正的方法来控制残余角变形.论文提供了另外一种有效控制结构残余角变形的方法:对结构焊前施加弹性的反向角变形.文中首先利用热弹塑性有限元来模拟未施加反变形的结构的焊接过程,以估算残余角变形;然后模拟施加了弹性反变形的结构的焊接过程,并计算此时结构的残余角变形,以最终确定构件所需要的弹性反向角变形值.施加了弹性反向角变形的构件在焊接后无需进行火工校正.     

对轴系校中影响的船体变形研究

以某大型集装箱船和大型油船为实例,提出了适用于轴系校中的船体变形计算原则,建立了轴系中心线相对变形的计算方法和流程.通过对轴系中心线垂向相对变形的有限元计算,研究和分析了船舶各工况时,轴系中心线变形的态势,提出了轴系校中所应计算的工况、各工况船体变形值的应用方法,并建议将反变形法用于轴系校中技术.     

考虑热变形的斜齿轮三维修形研究

建立斜齿轮齿面温度场有限元模型,分析齿面温度分布及热变形量。对实际的修形齿面进行承载接触分析,并利用遗传算法优化修形参数,然后考虑有限元计算的热变形量,确定新的修形方案。最后,通过齿轮性能试验验证修形效果良好。结果表明,修形方案很大程度上降低齿轮传动过程中产生的振动和噪音,修形后齿轮传动误差幅值降低了47.08%,而啮合线方向加速度幅值降低了70.35%。基于齿轮热弹变形的修形方法对提高齿轮系统的稳定性具有重要意义。     

从装焊顺序入手来控制焊接残余变形的方法和应用

焊接过程是一个不均匀加热的过程,以致在焊接过程中焊接结构不可避免地产生残余变形.为了不使焊接产品的质量下降或报废,在焊接作业过程中必须尽可能地避免产生焊接残余变形. 从常规来考虑,根据结构的特点采取不同的焊接方向和焊接顺序、反变形、刚性固定、强迫冷却以及实行事后矫正等方法,去处理那些能够产生严重残余变形的焊接结构.这些方法虽然科学、可靠,但有时在设备不全的工况下操作起来很不方便.利用焊接结构的合理装配顺序对结构变形影响较大的特点,总结两点经验,供参考.     

LNG独立液舱焊接变形热弹塑性有限元分析

LNG船舶建造过程中,采用新型不锈钢材料304L独立液舱的焊接变形是LNG船舶性能的重要指标.为准确预测独立液舱的焊接变形,通过平板表面堆焊的实验研究和热弹塑性有限元分析,验证了所假定的一组304L不锈钢材料性能参数的合理性;在此基础上,应用热弹塑性有限元法成功地预测了液舱结构的焊接变形.     

船体变形测量技术综述

讨论了船体变形产生的原因,对目前常用的船体变形测量技术研究现状进行了叙述和分析,主要介绍了偏振光能量测量法,大钢管基准法,双光源双CCD测量法,双频偏振光法,光栅法,液体压力测量法,摄影测量法,应变传感器测量法,多部位安装航姿系统,惯性测量匹配法,GPS测量法等,探讨了船体变形测量技术面临的问题和未来发展方向.