高速船鋼質薄板結構焊接變形研究.pdf

1、高速船是一類利用流體動力學原理設計并具有高速航行特點的船舶，廣泛應用于客運、海監(jiān)、緝私、海軍裝備建設等領域，由于高航速要求導致的結構輕型化，其船體分段多為薄板結構。 在船體結構建造中，焊接變形一直是困擾建造質量和生產效率的關鍵問題。焊接過程中產生的變形不但影響結構的外觀尺寸，而且還降低結構的局部強度和穩(wěn)定性。對于薄板船體結構，焊接變形更加難以預測。因此，對薄板結構焊接變形問題的研究具有很重要的意義。一旦產生變形，矯正焊接變形將耗

2、費大量的人力和物力。所以，如何控制以致消除焊接變形是提高和改進焊接結構建造質量，改善勞動強度、降低成本的關鍵技術之一。 為了減小焊接變形，一方面必須從下料、成型、裝配以及焊接工藝參數等方面嚴格控制；另一方面還可以采取一些反變形措施，利用工裝夾具等方法來控制焊接變形。所有這些都必須建立在正確把握焊接變形規(guī)律的基礎之上。 焊接是一個牽涉到電弧物理、傳熱、冶金和力學的復雜過程。焊接現象包括焊接時的電磁、傳熱過程、金屬的熔化和凝

3、固、冷卻時的相變、焊接應力與變形等。要得到一個高質量的焊接結構必須控制這些因素。一旦各種焊接現象能夠實現計算機模擬，我們就可以通過計算機系統(tǒng)來確定焊接各種結構和材料時的最佳設計、最佳工藝方法和焊接參數，并對相關的變形做出預報，為反變形措施提供依據。 本文首先介紹了高速船船體結構焊接變形分析的研究背景及意義，回顧了國內外對此問題的研究現狀。然后介紹了溫度場及熱應力耦合問題的基本概念和計算原理，詳細闡述了利用有限元方法計算薄板結構焊