本文關鍵詞：散貨船貨艙區(qū)分段的焊接變形預測及二次開發(fā)

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【摘要】：焊接在現代船舶建造工藝中占有很大比重，由于焊接加熱過程極不均勻，，材料的局部產生非協(xié)調塑性應變，使分段結構在建造過程中發(fā)生了形狀變化，即焊接變形。焊接變形是影響焊接工藝的主要因素，一方面增加了船廠鋼板材料的焊接補償量和因焊接變形引起的矯正工作，延長了船舶的建造周期，另一方面焊接補償量和船廠人力的增加，耗費了大量的建造物資。因此船體分段結構焊接變形的準確預測對提高船舶焊接效率、建造效率和降低建造成本具有十分重要的意義。 基于固有應變等效載荷法理論，采用有限元法，對散貨船貨艙區(qū)域分段的焊接變形進行了預測。并對該方法進行封裝，實現了可視化的二次開發(fā)。以散貨船貨艙區(qū)域分段建造過程中的平板對接焊縫，加筋板角焊縫，小組立結構及雙層底分段結構為研究對象，采用有限元分析軟件分別對其進行有限元建模，依據固有應變的生成機理和焊接溫度場的理論，確定了固有應變區(qū)域，由胡克定律換算出了平板對接焊縫、加筋板角焊縫的縱向和橫向彈性系數，把獲取的結果代入固有應變簡化公式中計算出固有應變，并將固有應變在焊接剖面區(qū)域積分而得到的等效載荷作用于固有應變區(qū)，經過一次彈性有限元分析，計算出各分段結構的焊接變形。將計算結果與工廠實際生產數據進行比對，驗證了計算方法的準確性。在此基礎上，結合VB和ANSYS的交互接口技術，對焊接變形預測方法及過程進行了封裝，在VB界面中按提示輸入分段的相關幾何尺寸參數、焊接工藝參數、網格大小及加載求解設置，便可通過調用程序將各參數轉換到ANSYS有限元軟件中，自動進行有限元建模、邊界條件的設置、載荷的施加及分析求解等工作，最終把有限元分析結果簡明地顯示在軟件前臺的可視化界面中。開發(fā)工作為基于等效載荷法的焊接變形預測的工程應用打下基礎。
【關鍵詞】：船體分段 固有應變 等效載荷 有限元法 焊接變形 預測 二次開發(fā)
【學位授予單位】：集美大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：U671.8
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-14
• 1.1 研究的目的和意義10-11
• 1.2 國內外研究現狀11-13
• 1.2.1 焊接變形預測方法研究現狀11-12
• 1.2.2 預測方法的二次開發(fā)研究現狀12-13
• 1.3 論文的工作內容13-14
• 第2章 焊接變形相關理論及 ANSYS 二次開發(fā)技術14-22
• 2.1 概述14
• 2.2 焊接溫度場分析14-17
• 2.2.1 焊接熱源的熱功率14-15
• 2.2.2 焊接溫度場的相關理論15-17
• 2.3 焊接工藝參數和材料性能參數的選擇17-20
• 2.3.1 焊接工藝參數17
• 2.3.2 焊接材料性能參數17-20
• 2.4 ANSYS 軟件的二次開發(fā)技術20-21
• 2.4.1 ANSYS 參數化程序設計語言簡介20
• 2.4.2 ANSYS 軟件的二次開發(fā)20-21
• 2.5 本章小結21-22
• 第3章 單道焊縫固有應變的計算22-41
• 3.1 概述22-23
• 3.2 焊接固有應變的生成機理23-27
• 3.2.1 焊接固有應變的物理模型23-24
• 3.2.2 固有應變的產生機理24-27
• 3.3 焊接固有應變的分布區(qū)域27-32
• 3.3.1 對接焊縫28-29
• 3.3.2 角焊縫29-32
• 3.4 彈性系數的計算32-38
• 3.4.1 對接焊縫32-34
• 3.4.2 加筋板角焊縫34-38
• 3.5 單道焊縫固有應變的計算38-40
• 3.5.1 橫向固有應變39-40
• 3.5.2 縱向固有應變40
• 3.6 本章小結40-41
• 第4章 船體分段結構的焊接變形預測41-53
• 4.1 概述41
• 4.2 單道焊縫固有應變等效載荷41-42
• 4.3 船體分段焊接變形的預測42-52
• 4.3.1 平板堆焊焊接變形的預測42-45
• 4.3.2 加筋板角接焊焊接變形的預測45-47
• 4.3.3 小組立結構焊接變形的預測47-49
• 4.3.4 雙層底結構焊接變形的預測49-52
• 4.5 本章小結52-53
• 第5章 焊接變形預測的二次開發(fā)53-63
• 5.1 概述53
• 5.2 ANSYS 二次開發(fā)的程序設計53-54
• 5.2.1 基于 VB 的 ANSYS 程序設計53-54
• 5.2.2 VB 對 ANSYS 的封裝調用54
• 5.3 焊接變形預測封裝技術的關鍵54-56
• 5.3.1 VB 對 ANSYS 程序調用的實現55-56
• 5.3.2 ANSYS 程序何時結束的判斷56
• 5.4 船體分段結構的參數化有限元分析56-62
• 5.4.1 平板對接焊縫的參數化有限元分析56-57
• 5.4.2 加筋板角焊縫的參數化有限元分析57-59
• 5.4.3 小組立結構的參數化有限元分析59-60
• 5.4.4 雙層底結構的參數化有限元分析60-62
• 5.5 本章小結62-63
• 第6章 結論與展望63-64
• 6.1 結論63
• 6.2 工作展望63-64
• 致謝64-65
• 參考文獻65-68
• 在學期間發(fā)表的學術論文68

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

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本文編號：842683