LNG船液艙維護系統(tǒng)殷鋼薄膜焊接接頭疲勞壽命分析.pdf

1、隨著國家對環(huán)境保護越來越重視，可以預(yù)見，在未來相當長的一段時間內(nèi)，天然氣作為清潔優(yōu)質(zhì)的能源，其需求和開發(fā)會越來越旺盛。作為運輸液化天然氣(LiquefiedNatural Gas，LNG)載體的LNG船的需求量也越來越大。
　　焊接是船舶制造的關(guān)鍵技術(shù)之一，焊縫質(zhì)量直接影響著焊接結(jié)構(gòu)的抗拉強度、疲勞壽命和耐腐蝕性能等。Invar鋼為薄膜型LNG船液艙維護系統(tǒng)使用的屏蔽材料，Invar鋼帶采用電阻焊或鎢極氬弧焊焊接而成屏蔽層，由于焊

2、接結(jié)構(gòu)的焊縫及熱影響區(qū)存在較高的焊接殘余拉應(yīng)力，因此，研究Invar鋼焊接殘余應(yīng)力對LNG船液艙維護系統(tǒng)疲勞壽命的影響有重要意義。
　　首先，基于有限元分析軟件MSC.Marc建立了焊接有限元模型，對焊接過程中溫度場及焊后應(yīng)力場進行了模擬和分析，采用X射線衍射法測量了Invar鋼搭接接頭的縱向焊接殘余應(yīng)力，驗證了數(shù)值模擬的正確性。數(shù)值模擬及實測結(jié)果表明，焊縫及熱影響區(qū)存在較高的縱向殘余拉應(yīng)力，數(shù)值模擬的應(yīng)力峰值高于Invar鋼的屈

3、服強度;焊接橫向殘余應(yīng)力相對較小;焊接電流越大，焊后縱向殘余應(yīng)力峰值越小，高應(yīng)力區(qū)越大。
　　其次，與不考慮焊接殘余應(yīng)力相比，考慮焊接殘余應(yīng)力并施加晃蕩載荷后，焊縫及熱影響區(qū)仍存在較高縱向焊接殘余應(yīng)力，且焊縫及熱影響區(qū)節(jié)點疲勞壽命下降較為明顯，說明焊接殘余應(yīng)力對Invar鋼薄膜焊接接頭的疲勞壽命有較大影響。對疲勞壽命較低的節(jié)點進行優(yōu)化設(shè)計，結(jié)果表明減小節(jié)點縱向殘余應(yīng)力可以顯著提高其疲勞壽命。
　　最后，對殘余應(yīng)力釋放對疲勞壽