船舶甲板分段纵骨焊接变形和残余应力数值模拟

基于非线性分析软件Abaqus,采用顺序耦合的热弹塑性有限元方法研究典型船舶甲板分段纵骨焊接的变形与残余应力问题。焊接过程中的温度场分析采用具有截面积分shell单元的shell/solid模型,移动热源为高斯分布与均匀体组合热源,材料考虑应变随温度变化的特性。通过与T型接头焊接实验结果对比,验证了方法的可靠性。在此基础上,计算分析了甲板分段纵骨焊接的整体变形和局部板格变形,并讨论了外板纵向和横向焊接残余应力分布规律。     

循环载荷下考虑累积塑性影响的含中心穿透裂纹板CTOD研究

裂纹尖端张开位移(CTOD)是评估结构材料韧性以及分析低周疲劳破坏引起的裂纹扩展的重要参量。结合Dugdale模型,以裂纹尖端累积塑性应变为控制参量,提出了一个循环载荷下含裂纹船体板的CTOD计算模型;利用有限元法模拟了裂纹尖端累积塑性应变、平均应力、裂纹长度等相关因素影响;结合最小二乘法拟合出了基于累积塑性塑性应变、平均应力比以及裂纹长度的两阶多项式。研究表明,基于累积塑性应变的CTOD计算模型为正确评估循环载荷下船体板的累积塑性破坏提供了一种新途径。     

船舶焊接常见裂纹分析及控制

船体结构焊接过程中,会出现各种不同的焊接缺陷,焊接裂纹则是最危险的一种缺陷。从船厂生产实际出发,分析船舶建造的过程中容易产生焊接裂纹的部位以及裂纹类型,对产生裂纹的原因进行“把脉分析”,进行一系列的会诊;并结合具体的案例及现场试验结果,找到真正的“病因”所在;独辟蹊径,对容易忽略的影响因素进行深入研究。结合具体的生产条件,提出切合实际、经济有效的方法,来提高焊接质量和产品结构的可靠性。     

复杂载荷作用下船体板格屈曲强度计算公式研究

分析复杂载荷作用下船体板格结构屈曲强度的影响因素,基于ANSYS软件APDL模块参数化建模,对这些因素进行相关性分析,排除无关参数,保留有关参数,得到屈曲强度的定性表达式。然后变更有关参数,得到不同的有限元模型,通过计算得到不同模型下的屈曲强度,分析大量数据,最终得到屈曲强度的定量表达式。该公式可以在工程上用于复杂载荷作用下船体板格结构的屈曲评估,具有重要的实用价值。     

船用夹层板系统水下防护性能数值仿真分析

夹层板系统(SPS)具有优越的力学性能,可应用于船舶防护结构设计中,提高其防护性能。文章基于非线性有限元软件ABAQUS,分析了SPS在水下爆炸冲击载荷下的结构损伤变形模式、吸能、速度、加速度响应等力学行为,并与传统船体加筋板架结构的防护性能进行对比分析;然后系统研究了不同冲击波工况下SPS的防护性能,并讨论了SPS结构参数对其防护性能的影响。研究结构表明,SPS对冲击波载荷具有较好缓冲及卸载效果;随着冲击因子的增大,SPS上下面板中心单元的应力和应变以及结构吸能都在相应增大,其中心点位移、速度和加速度也呈现出近似线性增长趋势;SPS存在最优结构匹配问题,需要进一步开展结构尺寸优化。     

视觉机器人焊接技术的研究综述与展望

焊接作为现代制造工业的基础生产工艺之一,是制造业极为重要的加工手段.目前由于焊接作业的特殊性导致一线焊接工人数量呈现急剧减少的趋势,为此将焊接作业机器人化是焊接产业发展的必然趋势,但与发达国家相比,我国焊接机器人的平均使用密度较小,其重要原因在于机器人的示教编程难度大、效率低下而且还存在机器人应对坡口类型、接头类型等多...     

舰船螺旋桨用铜合金焊接性研究

针对舰船螺旋桨用铜合金ZQA l12-8-3-2,研究了焊接方法、保护气体、预热温度等对其焊接熔深的影响;采用不同的焊接材料研究了其焊接接头的微观组织和力学性能。研究结果表明:在相同的焊接条件下,采用熔化极气体保护焊,其焊接熔深明显大于非熔化极气体保护焊;在非熔化极气体保护焊时,采用氦气保护其焊接熔深明显大于氩气保护,随着预热温度提高,其焊接熔深加大。在文中试验范围内,采用ZQA l12-8-3-2焊材,在不预热、氦气保护条件下,焊接ZQA l12-8-3-2铜合金,其接头抗拉强度为630 MPa;采用BRCuA l-A2焊丝,在相同条件下的接头强度只有520 MPa;采用ZQA l12-8-3-2焊材焊接ZQA l12-8-3-2铜合金的焊缝组织为a β FeA l3,其晶粒明显细于热影响区和采用BRCuA l-A2焊丝的焊缝组织。文中研究结果为铜合金螺旋桨焊接修复技术的研究提供了理论和试验基础。     

CFRP补强(加固)钢筋混凝土开孔平板的试验研究

研究了体外粘贴碳纤维增强复合材料CFRP(Carbon Fiber Reinforced Polymer)加固钢筋混凝土开孔平板的受力性能,通过5块开孔平板的加固试验,从破坏形态、开裂荷载、极限荷载和弯曲变形等方面分析构件的加固效果,研究粘贴层数、开孔尺寸和开孔位置等因素对构件加固效果的影响。试验结果表明,经外贴CFRP加固后,钢筋混凝土开孔平板的极限承载力、弯曲变形能力均得到明显提高,构件的抗裂性能也有一定程度的提高。     

一种新型焊接机器手系统的设计

机器手在许多工业生产领域都得到了应用,该文提出了机器手几种典型和特殊的运动方式．通过分析焊接机器手系统的组成,设计了机器手的整体控制系统．考虑到焊接机器手的特殊性,总结了这类系统中常用的输入输出信号．     

基于船舶焊接工艺优化设计的探讨分析

文章主要以船舶焊接工艺为研究对象,针对传统焊接工艺的焊接效率低、焊接易变形且不能得到很好的控制等问题与不足,从船舶焊接工艺的质量要求出发,探讨分析出一种船舶修造中的高效焊接工艺,介绍了其设计方案和焊接流程,并从检测结果等方面论证了该焊接工艺具有焊接质量好、经济成本低、焊接效率高、焊接变形能得到很好的控制等优点.