ANSYS在船舶有限元分析中的应用技巧——板单元

一前言 在船舶结构有限元建模时，设计人员通常会采用板梁组合的形式。本文在文献[2]的基础上，围绕ANSYS板元shell63的应用技巧展开讨论(本文出现的操作界面为ANSYS8.0环境)。     

ANSYS在结构优化设计中的应用

由于优化设计的基础理论涉及面较广,对设计人员的数学能力要求较高。为了帮助设计人员更好地理解抽象的优化理论,提高其实际动手能力,本文介绍了如何利用有限元分析软件进行结构优化设计,建立了基于ANSYS的结构优化设计流程图。最后通过一个工程实例加以说明。     

基于ANSYS的开关杠杆焊接工艺研究

杠杆在焊接过程中由于温差及焊后冷却方式的不同均会出现不同程度的焊接应力,本文通过ANSYS高斯热源的加载算法对杠杆焊接及焊后冷却方式的不同情况进行数值对比分析,确定合适的焊接工艺参数,形成最优焊接工艺方法指导生产,提高开关焊接质量.     

船舶焊接结构的残余应力与变形仿真研究

随着大型船舶的结构与功能向着集成化、复杂化方向发展,对船舶制造工业的零部件质量和装配质量提出了更高的要求,其中,焊接技术作为现代船舶工业的重要技术手段,对提高船舶生产效率,改善船舶生产周期,提高船舶使用寿命具有重要意义。由于大型船舶的壳体结构体积庞大,在进行焊接时容易出现焊接变形和残余应力等问题,导致船体出现裂痕等严重事故。本文在有限元分析软件Ansys的基础上,对船舶焊接结构件的变形与残余应力进行了仿真分析,对改良船舶结构件焊接工艺,提高船舶结构件制造质量具有重要的理论指导和实际应用价值。     

基于ANSYS的LPG球罐的强度分析

建立了2 000m3LPG球罐结构的有限元模型,利用有限元ANSYS软件对球罐进行了静强度分析,通过计算得出,该球罐强度满足要求,并指出了结构的应力集中部位及数值,为该产品设计及检验提供了重要参考。     

T型材角接焊的变形和残余应力分析

T型材焊接不仅常用于现代造船工程中,而且在近海平台和桥梁建造中也得到广泛应用.焊接过程中,高温移动热源及之后的快速冷却,使得在焊缝及其附近区域产生了残留的拉应力,由此产生焊接变形和残余应力.焊接变形和残余应力的存在,将影响钢结构的建造质量及疲劳强度.为预测焊接变形,基于ANSYS有限元软件应用于对T 型材焊接过程进行模拟,求解残余变形和残余应力分布情况,以及边界约束条件对它们的影响.通过分析可得出,焊缝上的各点在焊接过程中,加热时受压应力,冷却时受拉应力.在热影响区内,沿焊缝方向多为拉应力,垂直焊缝方向多为压应力,也符合纵向应力比横向应力大的特点.     

FPSO典型焊接接头在疲劳载荷下的残余应力释放数值模拟

为了保证FPSO典型焊接结构的安全可靠性,较准确地预测残余应力在疲劳载荷下的释放状况,采用了三维弹塑性有限元方法．首先分析了在有预载荷情况下,FPSO典型焊接接头的残余应力释放大小,并用试验数据进行验证,然后分析了该结构在疲劳载荷下的残余应力释放行为．计算结果表明,残余应力释放是与初始残余应力和外载荷的大小密切相关的．     

起重机臂架结构中的焊接残余应力及其影响

论述了焊线残余应力对臂架结构的影响，深入探讨了臂架失稳折臂的机理，并以１６ｔ－３０ｍ门机臂架为例。对焊接残余应力计算在臂架分析中的应用作了阐述。     

爆炸处理消除焊接残余应力新技术在锅炉及压力容器上的应用

本文简要介绍了爆炸处理消除焊接残余应力的方法及其效果,提出了冷处消除残余应力的新方法,着重强调了在型构件、尤其是低合金高强钢制造的大型容器上,采用该方法的优势所在。     

ANSYS中接触单元在正压冲固平台基础承载力计算中的应用

正压冲固平台是一种新型平台.用有限元法进行平台基础承载力分析时,桩土相互关系的处理成为分析的难点之一.本文提出了ANSYS程序中用接触单元处理这种作用的方法,描述了程序使用的具体操作过程,并给出了应用实例.     

潜艇结构的焊接残余应力研究现状

潜艇结构在焊接过程中产生的残余应力是关系到结构安全的重要指标.由于焊接是一个涉及到热、力、冶金等多学科的极为复杂的过程,要对其进行准确预测十分困难.本文首先对与潜艇相关的厚板、环焊缝和压力容器焊接残余应力的技术现状及存在的主要问题进行论述;然后介绍潜艇焊接残余应力的试验和模拟;并对残余应力影响潜艇结构疲劳强度和稳定性以及潜艇结构残余应力消除技术等方面进行了详细论述和总结;最后指出了一些尚待进一步研究的问题.     

基于ANSYS软件的船体局部强度计算模型

船体结构强度是船体设计和建造过程中都必须首先考虑的问题,在传统的设计和计算中,以满足规范要求作为设计前提,同时认为是满足强度要求的。但是船舶实际航行中很多因素是无法事先估计到的,因此强度安全问题一直人们关注的一个焦点问题。随着有限元法的引入,各种有限元软件被引入进行船体强度计算和校核。本文以某船强度分析为例,详细分析了船体的结构特征和受力情况,针对驾驶室前端壁和上层建筑强构件强度计算,提出一种分段拆分式建模的有限元模型处理方法。实际证明这样的处理方式即能满足强度计算的要求且计算模型简单,对船体上层建筑强度计算相关问题的处理具有一定的实际意义。     

弹塑性增量分析有限元法在船体焊接结构力学分析中的应用

本文提出利用塑性增量理论编制弹塑性增量分析有限元法的计算机程序，并用其对船体舷顶角焊接头和十字焊接头的应力进行了计算，结果表明它具有较强的通用性，用于船体焊接结构力学分析是十分有效的。     

高强度钢典型焊接接头参数对残余应力的影响

随着深海耐压结构下潜深度不断加大,高强度钢应用越来越广泛。高强度钢对焊接残余应力较为敏感,会对深海耐压结构的疲劳强度产生不利的影响。本文基于焊接热力学理论,利用Ansys的APDL编程语言对高强度钢耐压壳典型焊接接头模型的焊接残余应力进行数值模拟,得出焊接残余应力分布,并与无损检测结果进行对比,结果显示耐压壳典型焊接接头模型数值模拟结果与试验测量结果趋势基本一致。在此基础上研究材料属性及边界条件对耐压壳典型焊接接头焊接残余应力的影响。结果显示:焊缝附近区域存在较大的残余应力,凸面主要是压应力,凹面以拉应力为主;随着与焊缝中心线距离的增大焊接残余应力的值会降低;改变材料属性和边界条件后,耐压壳典型焊接接头模型焊接残余应力幅值会发生变化,并在焊缝附近区域表现更为明显。本文研究结果可为高强度钢水下耐压结构的安全性研究提供相关理论基础。     

中厚板大坡口单面焊接头的焊接分析

对中厚板大坡口焊缝的单面焊，从焊接热输入、温度场特征、变形及残余应力、接头组织及其机械性能方面进行分析，并结合生产实例，探讨了保证该类焊缝焊接质量的行之有效的方法。     

基于残余应力释放的FPSO典型焊接接头的疲劳强度修正公式

由于浮式生产储油卸油船(FPSO)等船舶结构在服役前常常经历过较大的静载荷,这个预载荷常常会使焊接接头处较高的残余应力产生释放,同时船舶结构还承受着不断变化的波浪载荷,所以在估算FPSO等船舶结构典型焊接接头的疲劳强度时,需考虑残余应力释放的影响.该文通过有限元方法分析了在任意变幅循环载荷下,疲劳热点处的残余应力释放的规律,归纳出残余应力释放的大小与初始残余应力和外载荷之间的关系公式.然后,利用此公式对改进的疲劳估算公式进行修正,并且利用修正后的公式估算不同预载荷下典型焊接接头的疲劳强度,结果与试验结果棚符合.利用修正的改进公式可以更合理地对典型焊接接头在任意变幅循环载荷下的疲劳强度进行设计,同时也合理地解释了疲劳试验中以往不能被理解的结果.     

疲劳计算在焊接结构件设计中的应用

本文结合经典的疲劳计算方法和现代有限元分析技术，讨论一种在焊接结构件设计中如何进行疲劳计算的方法 。     

超声冲击处理对高强钢焊接接头残余应力影响的数值模拟

超声冲击处理(UIT)是一种有效的焊后改善焊接接头疲劳性能的工艺措施,其借助机械撞击和超声振动的共同作用,使焊趾表面产生塑性变形从而引入有益的压缩残余应力。为评价UIT技术对焊接接头残余应力的影响,该文提出了一套新的数值分析方法,包括焊接数值模拟及随后的超声冲击处理过程的动态弹塑性有限元分析。在有限元模型中考虑了实际的工艺参数和超声促成的材料软化效应。以船用高强钢AH36非承载十字焊接接头为研究对象,将预测的超声冲击处理前后的残余应力分布与实验结果进行对比,两者有较好的吻合。在此基础上,探讨了静态预载荷对超声冲击处理态残余应力再分布的影响。