不同冷却方式对大尺寸钢板感应加热成形的影响

为有效解决船用中厚钢板复杂曲面加工问题,研究空气冷却(空冷)、正面水冷和反面水冷方式对大尺寸钢板弯曲成形的影响因素。首先采用COMSOL Multiphysics仿真平台模拟电磁感应加热和冷却变形多物理场同步耦合过程,然后分析各种因素对大尺寸钢板弯曲成形的影响,最后通过试验验证有限元模型的可靠性,并对感应加热弯曲成形效果进行评估。结果表明:相对于水冷,空气冷却对钢板Y向位移改变效果显著;相对于空气冷却,水冷对钢板角位移的改变影响明显;当频率为50 k Hz时,电流频率对表面温度和角位移影响显著;当钢板长宽比不小于1∶2时,Y向位移的增加比较显著;当长宽比约为1∶1时,角位移的改变比较明显。     

船体钢板切割温度场的有限元数值模拟探究

为了探究船体钢板切割温度场的有限元数值模拟,在分析了钢板切割温度场的基本理论的基础上,通过几何模型建立,网格尺寸的划分,材料特性,基于生死单元的热源模型,载荷和边界条件的具体分析,建立了钢板切割的温度场的有限元模型.经过初步计算,证明了数值模型的可行性,并初步得出了一些基本规律.     

不同冷却方式对大尺寸钢板感应加热成形的影响

为有效解决船用中厚钢板复杂曲面加工问题,本文探究了空气冷却、正面水冷和反面水冷方式对大尺寸钢板弯曲成型的影响因素。首先采用COMSOL Multiphysics仿真平台模拟了电磁感应加热和冷却变形多物理场同步耦合过程,然后分析了各种因素对大尺寸钢板弯曲成型影响,最后通过实验验证了有限元模型的可靠性,并对感应加热弯曲成型效果进行评估。研究结果表明:(1)相对于水冷,空冷对钢板Y向位移改变效果显著。(2)相对于空冷,水冷对钢板角位移的改变影响明显。(3)当频率为50kHz时,电流频率对表面温度和角位移影响显著。(4)当钢板长宽比≥1:2时,Y向位移的增加比较显著;当长宽比≈1:1时,角位移的改变比较明显。     

温度应力对钢板桩码头的影响研究

钢板桩码头与其他钢板桩临时围护结构的不同之处在于其环境温度的变化幅度较大,钢板桩的温度应力对码头结构有一定影响。采用ABAQUS有限元软件模拟码头钢板桩与土体的相互作用,结合工程实例采用修正剑桥弹塑性模型在应力场中耦合温度场,分析冬季和夏季极限温度条件下钢板桩码头的温度应力响应,可供钢板桩码头结构设计和相关研究参考。     

海洋平台大尺寸弯折式烟囱吊装方法

针对海洋平台大尺寸弯折式烟囱在吊装作业时易侧翻、易变形和重心确定难的问题,以南海某油气田CEP平台上的烟囱为例,选用2台主吊机、1台辅助吊机建立烟囱重心计算模型,制定可行的吊装方案,利用有限元分析软件验算吊装过程中烟囱的变形情况。结果表明,随着翻身角度的增大,烟囱的最大变形量不断减小,且最大变形量均满足工程要求。     

三维曲面钢板多点数字化成形技术

多点成形是金属三维曲面柔性成形新技术,以多点成形技术为核心,集成多点CAD／CAM软件、计算机集散控制系统以及压力机等,构成钢板多点数字化成形系统。可以实现三维曲面铜板从形状输入到成形过程的数字化。应用分段多点成形工艺,可以在小设备上成形大尺寸钢板,而不用将其分割为小块;应用多点闭环成形工艺,可以减小钢板的成形误差;从应用实例看出,该技术可以用于船体外板的柔性成形。     

邮轮大尺度薄板分段翻身专用装置设计

针对大尺度薄板分段刚性较弱的问题,分析薄板翻身的工艺,利用有限元方法分析翻身装置本体及吊梁在各种工况下的强度,结合邮轮薄板分段的结构特征,设计翻身专业装置的垫块和限位器.     

格型钢板桩与复合地基组合式岛壁稳定性研究

结合某海上人工岛工程实例,以有限元软件PLAXIS 3D作为分析平台,建立格型钢板桩岛壁结构稳定性分析的空间弹塑性有限元模型。研究软土地基上格型钢板桩结构的变形与稳定特性,分析当格型体与多种复合地基相组合时对岛壁结构稳定性的影响。结果表明,对格型钢板桩内外土体进行地基加固后,结构稳定性均有不同程度的提高,特别是在岛内即格型体陆侧进行一定宽度高压旋喷桩的处理后,岛壁结构的稳定性大幅度提高,并能有效控制使用期人工岛的沉降量。分析成果对类似工程以及格型钢板桩结构在软土地基上的推广应用有参考意义。     

格形钢板桩结构稳定性的有限元数值分析

结合具体工程实例,利用ABAQUS软件建立格形钢板桩结构稳定性分析的三维弹塑性有限元模型,分析比较不同土质内和不同入土深度情况下格形钢板桩结构的极限承载力。分析结果表明,土质变化对结构极限承载力的影响很大,经过地基置换后结构的极限承载力显著提高;当基底为淤泥层时,增加结构的入土深度对提高格形钢板桩结构的极限承载力影响有限。     

脉冲直流电弧钎焊温度场计算机模拟及分析

通过有限元法模拟镀锌钢板脉冲GTAW电弧钎焊温度场。研究了改变钎焊参数对692K（镀锌层熔化温度）和1323K（钎料熔化温度）的两条温度线的宽度变化的影响，经实验验证，计算结果与实例值结果相接近。本研究表明，采用有限元数值模拟^[1]方法可以用于优化钎焊工艺。     

固有应变法在钢板三角感应加热变形计算中的应用

针对辊弯板多加热线的三角感应加热变形计算难题,提出基于固有应变法的弹性有限元计算方法,根据钢板感应加热的实验,数值分析固有应变的分布规律,结果表明,辊弯板在进行多条加热线加热后,钢板挠度值的计算结果和实验结果一致,而且计算时间短。基于固有应变的弹性有限元分析能够克服钢板热弹塑性模型在进行多加热线模拟时的计算难题,可以应用于钢板多加热线感应加热过程的整体变形计算。     

钢板/凯夫拉层合结构爆炸响应数值分析

复合材料层合板在防护结构中得到了越来越广泛的应用,数值模拟是分析这类结构在爆炸载荷作用下动态响应的有效方法之一。基于LS-DYNA软件平台,建立凯夫拉纤维细观结构有限元模型,通过弹体侵彻试验验证该建模方法的正确性,进而采用所提出的建模方法建立钢板/凯夫拉层合板的有限元模型,实现钢板/凯夫拉纤维细观结构有限元模型爆炸响应的数值模拟。研究表明:纤维材料细观结构有限元模型可以较好地模拟弹体侵彻过程以及层合板在爆炸载荷下的破坏模式。计算结果对比显示凯夫拉层对钢板的抗爆性能可起到明显增强作用。     

港口工程大跨度钢桁架廊道施工吊装过程仿真分析

对某港口工程大跨度工业廊道的吊装过程进行力学性能分析,以验证大跨度钢结构廊道的单片桁架吊装方案以及施工方案的可行性。采用有限元软件MIDAS对单片桁架吊装过程的起吊和翻身阶段建立有限元模型,并进行计算分析。定量分析该廊道的单片桁架在不同施工阶段的受力特点,着重分析单片桁架翻身吊装过程。通过有限元分析得出单片钢桁架各杆件的力学性能的变化特点,评价安装方案的安全性以及合理性,并为后续工程提供指导。     

基于PLAXIS 3D的钢板桩围堰空间数值模拟研究

以澳门某拟建跨海桥梁施工围堰为工程实例,利用三维有限元软件PLAXIS 3D建立了钢板桩围堰结构与土体的整体空间三维模型。通过真实模拟施工过程,详细地展示了各施工阶段结构的变形与内力,揭示了围堰结构受力变形的空间效应特征、板桩在围檩支撑作用下的复合式变形特征,并且针对计算结果提出了有针对性的施工建议。     

钢板弯曲工艺中的高频感应加热过程数值分析

作为电磁感应热源应用于船体板水火弯板工艺的一项基础研究,首先阐述了钢板感应加热的磁热耦合理论,然后利用ANSYS软件代码开发了钢板感应加热的有限元模型.数值计算结果和实验结果相一致,并得出了钢板感应加热过程中的电磁场分布规律和和温度随时间的变化规律,计算结果符合感应加热的特征.     

船舶开口宽度对极限强度影响研究

主要针对江海直达集装箱船舶宽扁和大开口的特点,研究不同开口尺寸对其极限强度的影响.通过逐步破坏法验证非线性有限元在船舶极限强度计算上的可行性.在此基础上利用非线性有限元方法探讨这类大开口船舶在极限破坏时的崩溃机理和极值载荷,总结不同开口尺寸对极限强度的影响.     

基于有限元分析的焊装车间机器人底座优化设计

针对汽车焊装生产线上机器人底座结构尺寸过大影响车间布局和机器人数量问题,以某焊装车间的焊接机器人底座为研究对象,采用有限元法对其进行动静态性能分析,并在此基础上改进其结构尺寸,对底座原有模型和优化改进方案的有限元分析结果进行比较,结果表明,底座原有结构和改进后的方案都能满足设计要求,改进的方案不仅尺寸更优,且具有更好的动静态性能,研究结果可为焊接机器人底座结构尺寸的合理设计提供有效依据。     

风机导管架基础桩翻身局部塑性强度研究

海上风电导管架基础桩由于长度长,重量重,其吊装翻身工况相比其他桩而言,更复杂。过大的吊耳尺寸切割后会产生较长切割焊缝。过小的吊耳会导致桩变形严重。文章通过考虑材料塑性行为,研究小吊耳对桩局部塑性变形的影响。     

高桩码头钢板桩接岸结构锈蚀残余承载力有限元分析

针对天津港9～11段码头钢板桩接岸结构出现的锈蚀和破损现象,采用ANSYS有限元建立了钢板桩结构与土相互作用的数值计算模型,并进行了钢板桩在完好、锈蚀和局部破损3种情况下的有限元计算分析,得到了以上3种情况下的接岸结构及土体变形和钢板桩的受力状况。为钢板桩的安全性判定提供了依据。     

钢板桩式接岸结构锈损与力悃研究

结合工程实例,采用现场检测、化学分析和有限元分析等技术手段对接岸结构钢板桩锈损破坏的环境条件、破损特点、形成机理、影响程度和加固方法进行研究。检测数据表明,接岸结构钢板桩锈损主要表现为局部锈蚀成洞。认为接岸结构钢板桩在泥面附近局部腐蚀的主要原因是电化学腐蚀,另外水流冲蚀、空泡腐蚀、砂石磨蚀也是重要影响因素。对钢板桩完好、锈蚀和局部锈损情况的变形、受力分析表明,钢板桩锈损已导致接岸结构的安全处于不确定状态,应立即采取修复补强措施。并进一步提出局部外包法加固方案,加固后接岸结构的变形和受力均可满足要求。