船體加筋板結(jié)構(gòu)連續(xù)及間斷焊焊接變形研究.pdf

1、焊接工藝被廣泛地應(yīng)用于船舶與海洋結(jié)構(gòu)物建造中，對(duì)于焊接過程的模擬研究可以了解結(jié)構(gòu)的焊接變形特點(diǎn)及規(guī)律，優(yōu)化和改進(jìn)焊接參數(shù)，從而提高船體生產(chǎn)的效率及質(zhì)量。近年來，熱彈塑性有限元方法由于其精度高，適用結(jié)構(gòu)范圍廣泛，能夠考慮焊接過程中各重要影響參數(shù)等特點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用于焊接問題的研究。加筋板結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)度重量比大，易于加工等特點(diǎn)，是船體結(jié)構(gòu)的主要組成部分，比如甲板、船底、艙壁、舷側(cè)等。在船體建造過程中，主要采用焊接對(duì)船體加筋板進(jìn)行加工及連接，在

2、焊接過程中不可避免地產(chǎn)生焊接變形，對(duì)船體下一階段的裝配造成了困難?；跓釓椝苄杂邢拊膕hell/solid模型方法是對(duì)傳統(tǒng)的solid模型方法的改進(jìn)，在保證精度的前提下降低計(jì)算模型的自由度數(shù)量，減少運(yùn)算消耗的時(shí)間，但是該方法要求對(duì)計(jì)算模型進(jìn)行大量的前期處理。本文針對(duì)shell/solid方法存在的不足之處提出改進(jìn)措施，并在此基礎(chǔ)上研究了連續(xù)焊接、間斷焊接以及不同焊接順序?qū)τ诖w加筋板結(jié)構(gòu)變形的影響。本文的主要工作如下：
　?。?

3、）Shell/solid模型方法提高了熱彈塑性有限元方法進(jìn)行焊接模擬的研究效率，但是該方法需要對(duì)計(jì)算模型進(jìn)行大量前期處理工作。本文利用Python語言基于Abaqus平臺(tái)進(jìn)行二次開發(fā)，編寫了針對(duì)T形接頭模型shell單元及solid單元自由度自動(dòng)關(guān)聯(lián)的子程序，提高了shell/solid方法前期處理的工作效率。通過算例，對(duì)該子程序的功能進(jìn)行了測(cè)試與驗(yàn)證。
　?。?）采用shell/solid模型方法建立典型的船體加筋板架有限元模型

4、。對(duì)比分析了加強(qiáng)筋兩側(cè)焊縫同時(shí)焊接與依次焊接這兩種焊接方式對(duì)于加筋板變形的影響。結(jié)果表明，采用同時(shí)焊接方法的加筋板架產(chǎn)生了較小的變形，變形結(jié)果較為對(duì)稱。
　?。?）針對(duì)該加筋板架模型，在采用同時(shí)焊接方式的基礎(chǔ)上，分析比較不同加強(qiáng)筋焊接順序?qū)τ诩咏畎遄冃蔚挠绊憽＝Y(jié)果表明，選擇合理的焊接順序有助于改善焊接變形。
　?。?）分析比較了鏈?zhǔn)介g斷焊及交錯(cuò)間斷焊兩種間斷焊接方式對(duì)于加筋板變形的影響。通過數(shù)據(jù)的比較發(fā)現(xiàn)，相比于連續(xù)焊接，采