基于Weld-sta软件的船体结构焊接变形预测

预测船体复杂结构的焊接变形对制造工艺设计和精度控制具有重要的工程价值.基于固有应变理论,利用船体结构焊接变形预测专用软件Weld-sta对多用途船双层底结构焊接变形进行了预测,发现船长方向收缩最大变形量为13.2mm,船宽方向最大变形量14.5 mm.通过数值模拟结果与实验实测值的对比,可以得到软件计算的精度超过80%,验证了固有应变理论及软件用于焊接变形预测的可靠性,并在此基础上针对船体总段船台合拢的焊接变形进行了预测,发现焊接总收缩变形量为50.339 mm,与实际加工经验基本吻合.根据此结论可以针对各船体总段预留合理的焊接变形收缩量,验证了固有应变为基础的弹性板单元有限元预测法在船体总段合拢焊接中应用的可行性.     

大型复杂船体分段焊接变形研究

为了预估大型复杂船体分段的焊接变形,运用热弹塑性法计算典型结构的焊接变形,得出典型船体分段的固有应变,采用固有应变法计算该船体分段焊接变形,并与实测结果进行对比验证。结果表明:采用固有应变法计算大型复杂船体分段的焊接变形是可行的;船体分段焊接变形呈现整体外张的趋势,且两舷侧边缘位置的焊接变形量最大。     

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.     

基于固有应变的船体总段船台合拢焊接变形预测研究

预测船体总段船台合拢的焊接变形,对于船体制造工艺设计和精度造船具有重要的意义。文章在掌握固有应变概念的基础上,利用上海交通大学和日本大阪大学共同开发的基于固有应变的Weld-sta软件,对大型集装箱船的船体总段船台合拢焊接变形进行了预测。预测结果表明船台合拢总收缩变形量为50.339 mm,模拟计算结果与实际建造结果吻合,验证了固有应变为基础的弹性板单元有限元预测法在船体总段合拢焊接中应用的可行性,从而为船体总段合拢时补偿量或收缩量的确定提供数据支持和理论指导。     

基于固有应变理论的船体焊接变形仿真研究

大型船舶构件尺寸大、焊缝分布广,传统的有限元焊接仿真方法难以满足其大尺寸结构计算的要求。基于热弹塑性有限元法对T型局部接头进行焊接变形计算,获取焊缝处平均固有应变值,然后将其作为初始载荷施加在全尺寸壳单元分段模型上进行弹性计算,最终得到大型分段的整体焊接变形。仿真结果表明,结合小模型的热弹塑性法和大结构固有应变法,能准确高效的预测大型结构的焊接变形。     

大型船舶结构焊接变形固有应变法预测研究

大型复杂船舶结构在焊接过程中产生的焊接变形会使结构强度降低,而通过精确预测和控制焊接变形可实现精度制造的目的.文中介绍了焊接变形预测固有应变法的应用现状,并利用固有应变理论对大型复杂LNG液舱结构的焊接变形进行预测.     

50 000t级多用途船货舱双层底结构焊接变形预测

预测双层底船体结构单元的焊接变形,对于船体结构制造工艺设计和精度控制具有重要意义。以50 000 t级多用途船为对象,通过大量的计算和实测建立了船体结构焊接的固有应变数据库,整理得到了一个简化的以板厚为参数的固有应变计算公式,运用基于固有应变的弹性有限元分析的焊接变形预测专用软件WSDP,对第6货舱的双层底结构焊接变形进行预测,预测结果与实测结果具有良好的一致性,所建立的固有变形数据库以及简化计算公式的实用性得到验证。     

船体结构T型接头焊接变形预测及控制研究

T型接头的焊接变形会对船体结构件的安装以及强度安全等方面带来不利影响,基于SYSWELD有限元分析软件,利用热弹塑性非线性有限元计算方法并选取双椭球体积热源模型,模拟T型接头开单边V型坡口时的焊接变形。基于预测结果,提出改变焊接顺序来控制焊接变形,通过对四种方案下焊接变形结果的对比确定了最优方案并进行了理论分析,为实际生产过程中焊接变形的预测和控制提供了理论指导。     

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.     

Numerical prediction and mitigation of out-of-plane welding distortion in ship panel structure by elastic FE analysis

As an application to predict and mitigate the out-of-plane welding distortion by elastic FE analysis based on the inherent deformation theory, a panel structure of a pure car carrier ship is considered. The inherent deformations of different types of welded joints included in this ship panel structure are evaluated beforehand using thermal elastic plastic FE analysis. Applying idealized boundary condition to focus on the local deformation, elastic FE analysis shows that the considered ship panel structure will buckle near the edge and only bending distortion is dominant in the internal region. In order to mitigate out-of-plane welding distortion such as buckling and bending, straightening using line heating is employed. In the internal region, only inherent bending with the same magnitude as welding induced inherent bending is applied on the opposite side of welded joints (fast moving torch). On the other hand, only in-plane inherent strain produced by line heating is introduced to the edge region to correct buckling distortion (slow moving torch). The magnitude of out-of-plane welding distortion in this ship panel structure can be minimized to an accepted level.     

基于弹性有限元分析的船体结构焊接变形研究

  目的  半潜式起重拆解平台的分段焊接变形直接影响着整个平台的尺寸精度和建造周期。  方法  为此,以典型的B514分段为研究对象,首先预测其焊接面外变形的趋势及数值,分析反变形施加以及焊接顺序优化的影响,提升分段结构的建造精度;然后,依据焊接规范梳理平台结构的主要接头类型及焊接工艺,并通过高效的热−弹−塑性有限元分析,研究典型接头的热−力学响应,获得对应的焊接固有变形;最后,将焊接固有变形作为力学载荷,通过弹性有限元计算,预测B514分段的整体建造精度,同时研究施加反变形和不同焊接顺序对分段建造精度的影响。  结果  基于固有变形的弹性有限元分析,所预测的面外变形与实际测量结果基本吻合,给出了面外变形的产生机理。  结论  通过高效的有限元分析,可以获得并构建焊接固有变形数据库,从而用于复杂分段结构的焊接变形预测,并且施加反变形和焊接顺序优化能有效降低焊接面外变形。     

船舶改换装工程中船体变形的监测与控制

由于船舶改换装工程所涉及的船体工程量较大,如不能很好地加以监测与控制,将可能对船体结构造成较大的变形,从而影响到船舶及装备的性能,因此在施工过程中根据所在企业生产技术条件,制定了合理的工艺方法是必要的。文章对船舶改换装工程中船体变形的控制进行了归纳与分析,在其他船舶的生产实践中,可借鉴参考。     

板材焊后波浪变形的检验及预防控制

介绍了船舶建造过程中经常发生的板材焊后波浪变形,分析了其产生的原因,详细介绍了对板材焊后波浪变形的检验重点及相应的预防和控制措施。     

船舶结构的搅拌摩擦焊技术

为探索搅拌摩擦焊技术在不同厚度船舶钢板结构厚度焊接中的应用,本文建立搅拌摩擦焊焊接过程的有限元模型,获得工件在加工过程中的弹性变形以及应力分布。通过二次开发方法,研究不同接触力对不同厚度钢板在加工过程中的弹性变形、接触应力的影响,为工程实践提供参考。当接触力处于(500~1 000 N)区间时,应当保证钢板厚度不低于2 mm,当接触力处于(1 000~1 500 N)区间时,应当保证钢板厚度不低于3 mm,当接触力处于(1500~2 000 N)区间时,应当保证钢板厚度不低于4 mm。这样可以保证焊接出来的钢结构具有较小的残余应力,并且结构在使用过程中不会出现由于残余应力释放而产生的结构变形。     

焊接变形与残余应力对科考吊机结构强度的影响

船用科考吊机是科考船科考操纵支撑系统的重要组成部分,但常规的科考吊机结构设计通常忽略焊接变形与残余应力的影响。文章以某科考吊机吊臂结构常用的加筋板结构为例,采用有限元方法,对比计算分析了考虑焊接影响及不计焊接影响时该结构的压缩极限强度,结果表明焊接过程对吊机结构的强度具有较大的不利影响,设计时有必要考虑焊接的影响。     

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。     

船舶典型结构焊接残余应力的有限元分析

在船舶建造中,会有大量的纵骨对接焊缝,存在复杂的焊接残余应力,对结构的极限强度及疲劳寿命有一定影响。该文运用有限元软件ANSYS的APDL语言编写出相应的计算程序,对平板对接焊进行数值模拟,并与试验值进行对比分析。在此基础上,对船舶典型纵骨对接焊进行数值模拟分析,得到相应的残余应力的分布规律。     

船舶运动安稳期预报技术综述

船舶运动安稳期的准确预报对提高舰载直升机着舰、无人水下航行器的布放与回收等海上作业的作业效率具有重要影响。首先,通过模拟计算说明进行船舶运动安稳期预报的可行性;其次,对国内外船舶运动安稳期预报技术的研究现状进行回顾与总结,进而阐述船舶运动安稳期预报技术的原理;再次,对船舶运动安稳期预报技术的3个主要环节:波浪测量及波浪场重构技术、波浪传播预报技术以及船舶运动预报技术进行分析。最后,对未来船舶运动安稳期预报技术的发展予以了展望。