某滾裝船薄板結(jié)構(gòu)變形研究.pdf

1、薄板具有重量輕、易加工、易成型和連接方便等諸多優(yōu)點，能夠滿足節(jié)約材料、減輕自重、降低燃料消耗的要求，在現(xiàn)代造船工藝中的應用日益廣泛，汽車滾裝船、艦艇、船舶的上層建筑等大量使用了薄板結(jié)構(gòu)。但薄板結(jié)構(gòu)穩(wěn)性差、易變形的特點給船舶建造過程帶來了諸多問題，不僅影響船舶外觀尺寸、降低建造精度，而且減小結(jié)構(gòu)局部強度和穩(wěn)定性，存在安全隱患。船舶薄板變形分為焊接變形和非焊接變形兩種形式，焊接變形問題影響因素眾多較難控制，非焊接變形主要在薄板結(jié)構(gòu)吊運、翻身

2、過程產(chǎn)生。
　　焊接順序是影響焊接變形的關(guān)鍵因素之一，對于焊接順序的選擇，大部分船廠主要根據(jù)經(jīng)驗，缺乏必要理論指導。本文以在建汽車滾裝船的兩個薄板構(gòu)件作為研究對象，利用數(shù)值模擬方法研究不同焊接順序下角焊縫和對接焊縫的變形情況。根據(jù)兩構(gòu)件在實際焊接時常用的焊接順序，為每個模型設(shè)定了四個焊接順序，利用ANSYS軟件建立有限元模型并使用APDL編寫熱源加載命令流來模擬不同順序下的焊接過程。在模擬焊縫的生成過程時使用生死單元法模擬焊縫，分

3、析前先將焊縫單元殺死，焊接過程中隨著熱源的移動逐漸激活焊縫單元。先對有限元模型進行熱力學分析得出每個加載時刻以及冷卻后的溫度場，然后再進行結(jié)構(gòu)分析，使用APDL編寫熱載荷讀取命令流，讀取每個熱源加載時刻焊件上溫度載荷，進行結(jié)構(gòu)分析，得出每個熱源加載時刻和冷卻后的應力場、合位移場，根據(jù)計算結(jié)果可以直觀地觀察到薄板結(jié)構(gòu)在不同焊接順序下的變形情況，從而辨別出最佳焊接順序。
　　論文分階段論述了控制薄板結(jié)構(gòu)焊接變形的措施，控制焊接變形的措

4、施一般可以分：焊前措施、焊接過程中措施和焊接后的措施，每個建造階段薄板結(jié)構(gòu)變形的控制質(zhì)量直接影響后續(xù)制造階段，所以每個建造階段都要制定控制焊接變形的工藝措施，并把變形量控制到精度范圍內(nèi)才能進入下一個建造流程。
　　薄板結(jié)構(gòu)的非焊接變形主要產(chǎn)生于吊運和翻身階段。吊環(huán)規(guī)格、吊環(huán)數(shù)量以及安裝位置三個因素對非焊接變形產(chǎn)生顯著影響，對這三個影響因素進行優(yōu)化并選擇合適的吊運翻身方式以及薄板結(jié)構(gòu)進行局部加強可有效控制非焊接變形大小。