LNG船液舱维护系统殷钢薄膜焊接接头疲劳寿命分析

发布时间：2017-03-06 23:02

  本文关键词：LNG船液舱维护系统殷钢薄膜焊接接头疲劳寿命分析，，由笔耕文化传播整理发布。

《大连理工大学》 2013年

LNG船液舱维护系统殷钢薄膜焊接接头疲劳寿命分析

王显栋  

【摘要】：随着国家对环境保护越来越重视,可以预见,在未来相当长的一段时间内,天然气作为清洁优质的能源,其需求和开发会越来越旺盛。作为运输液化天然气(Liquefied Natural Gas, LNG)载体的LNG船的需求量也越来越大。 焊接是船舶制造的关键技术之一,焊缝质量直接影响着焊接结构的抗拉强度、疲劳寿命和耐腐蚀性能等。Invar钢为薄膜型LNG船液舱维护系统使用的屏蔽材料,Invar钢带采用电阻焊或钨极氩弧焊焊接而成屏蔽层,由于焊接结构的焊缝及热影响区存在较高的焊接残余拉应力,因此,研究Invar钢焊接残余应力对LNG(?)液舱维护系统疲劳寿命的影响有重要意义。 首先,基于有限元分析软件MSC.Marc建立了焊接有限元模型,对焊接过程中温度场及焊后应力场进行了模拟和分析,采用X射线衍射法测量了Invar钢搭接接头的纵向焊接残余应力,验证了数值模拟的正确性。数值模拟及实测结果表明,焊缝及热影响区存在较高的纵向残余拉应力,数值模拟的应力峰值高于Invar钢的屈服强度；焊接横向残余应力相对较小：焊接电流越大,焊后纵向残余应力峰值越小,高应力区越大。 其次,与不考虑焊接残余应力相比,考虑焊接残余应力并施加晃荡载荷后,焊缝及热影响区仍存在较高纵向焊接残余应力,且焊缝及热影响区节点疲劳寿命下降较为明显,说明焊接残余应力对Invar冈薄膜焊接接头的疲劳寿命有较大影响。对疲劳寿命较低的节点进行优化设计,结果表明减小节点纵向残余应力可以显著提高其疲劳寿命。 最后,对残余应力释放对疲劳寿命的影响进行了研究,研究表明,在一定的应力比和应力幅下,焊接纵向残余应力有较大幅度释放,疲劳寿命显著提高。

【关键词】：
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：U671.8
【目录】：

下载全文 更多同类文献

CAJ全文下载

(如何获取全文？ 欢迎：购买知网充值卡、在线充值、在线咨询)

CAJViewer阅读器支持CAJ、PDF文件格式

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 庄志鹏;刘俊;唐文勇;;薄膜型LNG船晃荡冲击局部强度分析建模方法研究[J];船舶工程;2011年03期

2 王永伟;王传荣;王晶;;LNG船三种储罐系统比较分析[J];船舶物资与市场;2007年02期

3 曹雷,严俊,宗培;船体焊接结构件残余应力消除的若干方法[J];船舶;2002年04期

4 阎晓艳,林莉,王刚,唐文勇,张圣坤;LNG船的疲劳强度计算与分析[J];船舶;2003年06期

5 司明理;杨宛章;韩长杰;;基于MSC.Fatigue的捡膜弹齿疲劳寿命分析与优化[J];长沙航空职业技术学院学报;2007年02期

6 付锦云;张存泉;;运行VOF法模拟LNG液舱的晃荡特性[J];低温与超导;2011年10期

7 何小东,张建勋,裴怡,巩水利;钛合金薄板激光焊接和TIG焊接残余应力数值模拟[J];机械工程材料;2005年03期

8 徐培全;芦凤桂;张培磊;杨尚磊;于治水;;硬质合金/因瓦合金激光-氩弧复合焊缝界面的显微组织与元素扩散[J];机械工程材料;2011年04期

9 吴东江;尹波;周秋菊;王续跃;金洙吉;;用Nd:YAG激光焊接殷钢薄板材料[J];光学精密工程;2009年03期

10 吉日嘎兰图;张艳红;;因瓦合金异质材料焊接工艺的研究[J];焊接;2005年11期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 乔玉鹏;Invar 36合金的加工性及低应力加工工艺[D];大连理工大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前9条

1 贾贵磊;船舶典型节点的疲劳寿命和可靠性预报[D];上海交通大学;2011年

2 王凡超;大型薄膜型LNG船结构疲劳强度分析[D];哈尔滨工程大学;2011年

3 谭森;基于压痕技术和有限元仿真的材料表面残余应力测量[D];哈尔滨工业大学;2006年

4 周秋菊;殷钢薄板材料激光焊接试验研究[D];大连理工大学;2007年

5 崔香;LNG荡舱行为的数值模拟[D];大连理工大学;2008年

6 刘新立;船载液体晃荡载荷特性研究[D];武汉理工大学;2009年

7 郭旭卓;薄板激光焊接数值模拟[D];长春理工大学;2009年

8 唐建鹏;薄膜型LNG船疲劳强度分析与评估方法研究[D];上海交通大学;2009年

9 罗白璐;交变载荷下厚板表面焊接残余应力的松弛研究[D];武汉理工大学;2010年

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王轶冬,隋强;利用热双金属片对矩形波导谐振腔温度补偿方法的研究[J];北京广播学院学报(自然科学版);2005年03期

2 刘筱薇,张轩雄;电镀镍及铁镍合金薄膜的热膨胀研究[J];表面技术;2000年02期

3 成志强;黄勇翔;罗会亮;王言聿;柳葆生;亓燕;;预烘烤对牵引电机转子感应焊装配残余应变影响的试验评估[J];重庆理工大学学报(自然科学版);2010年11期

4 陈玲玲;杨吟飞;何宁;李亮;;基于电子散斑干涉术的残余应力测量[J];传感器与微系统;2010年01期

5 李莉娟;曹琪;翟启杰;;热处理工艺对Fe-42%Ni(4J42)冷轧板组织及力学性能的影响[J];材料导报;2011年04期

6 南俊马,李光新,徐可为,王宏兴,宋利建,窦秀英;显示器荫罩用因瓦合金的高温变形行为与力学特性[J];材料工程;2001年01期

7 黄小丽;林实;肖纪美;楚建新;;金属的化学成份对金属/ZrO_2连接的影响[J];材料科学与工程;1996年01期

8 黄小丽，林实，肖纪美，楚建新;金属的化学成份对金属／ZrO_2连接的影响[J];材料开发与应用;1996年03期

9 刘国禄;柯伐合金-无氧铜复合材料及其性能[J];稀有金属材料与工程;1988年05期

10 马光,韩庚子,赵明;铂-铑合金毛细管代用材料4J6-A合金湿氢处理工艺研究[J];稀有金属材料与工程;1990年06期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 王者昌;;焊接应力变形原理若干问题的探讨(3)[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年

2 王者昌;;焊接应力变形原理若干问题的探讨(11)[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年

3 杨鹏;顾学康;;半潜平台结构疲劳寿命评估[A];纪念徐秉汉院士船舶与海洋结构力学学术会议论文集[C];2011年

4 张凡;胡嘉骏;;采用谱分析法对LNG船结构进行疲劳研究[A];纪念徐秉汉院士船舶与海洋结构力学学术会议论文集[C];2011年

5 董志波;王敏;魏艳红;;TA15钛合金飞机壁板TIG焊接顺序优化的研究[A];第十二届中国体视学与图像分析学术会议论文集[C];2008年

6 张轩雄;陈垚;陈英;任宗欣;陆德仁;杨根庆;王渭源;;电镀镍及铁镍合金薄膜的热膨胀研究[A];第三届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1998年

7 游敏;郑小玲;;对接接头横向残余应力调控技术研究[A];湖北省暨武汉焊接学会成立二十五周年2005年焊接学术年会文集[C];2005年

8 魏强;谢剑;吴洪海;;超低温冻融循环对混凝土材料性能的影响[A];第21届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ册[C];2012年

9 郭东伟;郑欣杰;;关于焊接应力应变问题的讨论[A];2008年安徽省科协年会机械工程分年会论文集[C];2008年

10 刘金艳;张亦良;赵尔冰;徐学东;程红伟;;灭菌器内腔开裂与焊接残余应力[A];压力容器先进技术——第七届全国压力容器学术会议论文集[C];2009年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 刘剑英;铝合金弹性熨压加工表面组织性能及工艺可靠性研究[D];吉林大学;2011年

2 廖凯;铝合金厚板淬火—预拉伸内应力形成机理及其测试方法研究[D];中南大学;2010年

3 赵磊;SiO_(2f)/SiO_2复合材料与Invar合金的钎焊接头界面结构及形成机理[D];哈尔滨工业大学;2010年

4 汪任凭;激光深熔焊接过程传输现象的数值模拟[D];北京工业大学;2011年

5 徐达;外加电磁场控制焊接变形及冷裂纹研究[D];哈尔滨工业大学;2011年

6 张勇;随焊冲击旋转挤压控制TC4薄板失稳变形研究[D];哈尔滨工业大学;2011年

7 朱小松;粒子法的并行加速及在液体晃荡研究中的应用[D];大连理工大学;2011年

8 郑建毅;电脉冲法消除残余应力的理论及关键技术研究[D];浙江大学;2011年

9 白庆华;随焊锤击应力场数值模拟的研究[D];河北农业大学;2012年

10 金宏平;基于能量法的压痕硬度和残余应力测试原理、方法和实验研究[D];华中科技大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 张学武;基于磁控技术的TIG焊残余应力的研究[D];南昌航空大学;2010年

2 郭宇;LNG船运动与载荷计算方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

3 于志浩;中小型LNG船船体强度分析研究[D];大连理工大学;2010年

4 郭文静;晃荡载荷下薄膜型LNG船围护系统结构分析[D];大连理工大学;2010年

5 黄浩;基于数值模拟与实验的平板氧气切割残余应力研究[D];大连理工大学;2010年

6 王晓宇;高温焊接对16MnR钢焊接残余应力的影响及机理[D];辽宁石油化工大学;2010年

7 吉沐园;薄不锈钢板激光焊接变形分析及控制[D];江南大学;2011年

8 高望曦;厚板焊接的表面残余应力测试方法研究[D];武汉理工大学;2011年

9 龚幼;船舶分段制造过程中的应力与变形问题研究[D];华南理工大学;2011年

10 何林;基于分段连续激发的L_(CR)超声波应力检测技术研究[D];电子科技大学;2011年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 翟晓莉;付魁军;吕冬;及玉梅;;激光焊接技术研究[J];鞍钢技术;2007年05期

2 方刚,张定铨,胡奈赛;残余应力在低应力循环和温度场中的松弛规律[J];兵器材料科学与工程;1989年11期

3 张海霞,张泰华,郇勇;纳米压痕和划痕法测定氧化硅薄膜材料的力学特性[J];微纳电子技术;2003年Z1期

4 章从福;;国产首台直写式光刻机在合肥问世[J];半导体信息;2008年01期

5 许承东,刘学文,李强;磁弹性方法无损测试钢轨残余应力分布的实验研究[J];北方交通大学学报;2004年04期

6 辛民;解丽静;王西彬;闰尚亮;杨洪建;;高速铣削高强高硬钢加工表面残余应力研究[J];北京理工大学学报;2010年01期

7 谢俊,程金树,郑伟宏,楼贤春;谈微晶玻璃残余应力的测量方法[J];玻璃;2003年06期

8 王甲畏,王德禹;基于热点应力的FPSO焊接结构疲劳问题研究[J];船舶工程;2005年01期

9 林尚扬;我国焊接生产现状与焊接技术的发展[J];船舶工程;2005年S1期

10 黄广茂;方智勇;;基于Level-set法的液体晃荡与弹性液舱耦合作用研究[J];船舶工程;2007年06期

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 刘爽;[N];中国企业报;2008年

中国博士学位论文全文数据库 前7条

1 朱仁庆;液体晃荡及其与结构的相互作用[D];中国船舶科学研究中心;2002年

2 张海彬;FPSO储油轮与半潜式平台波浪载荷三维计算方法研究[D];哈尔滨工程大学;2004年

3 娜日萨;VLCC液舱晃荡仿真及结构强度评估方法研究[D];哈尔滨工程大学;2006年

4 冯国庆;船舶结构疲劳强度评估方法研究[D];哈尔滨工程大学;2006年

5 张旦闻;基于裂纹柔度的金属板带残余应力分析研究[D];西安理工大学;2007年

6 吴庆生;高强铝合金电子束焊接焊缝成形质量研究[D];哈尔滨工业大学;2007年

7 白万金;航空薄壁件精密铣削加工变形的预测理论及方法研究[D];浙江大学;2009年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 冯国庆;船舶结构疲劳评估方法研究[D];哈尔滨工程大学;2003年

2 李建强;304不锈钢激光焊接的建模与仿真[D];天津大学;2004年

3 倪宇;激光电弧复合焊接及激光焊接超低碳钢的焊缝磁性能研究[D];华中科技大学;2004年

4 袁均平;变形及热处理对因瓦合金组织与性能的影响[D];中南大学;2005年

5 曹富鹰;散货船主肋骨肘板疲劳研究[D];大连理工大学;2006年

6 高燕;不锈钢激光焊接热源及过程的模拟与仿真[D];天津大学;2006年

7 郝庆波;薄铜板的激光焊接技术研究[D];吉林大学;2007年

8 徐金博;LNG船结构特性与疲劳分析[D];大连理工大学;2007年

9 沈猛;基于改进VOF法的棱形液舱液体晃荡分析及应用[D];上海交通大学;2008年

10 牟森;低膨胀合金构件变形及磨削性能的试验研究[D];大连理工大学;2005年

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 赵显华;傅世嘉;李钊;;豪克能消除焊接应力设备的研究与应用[J];钢结构;2009年09期

2 申屠留芳;邵鹏;;旋耕灭茬机刀轴的优化设计[J];淮海工学院学报(自然科学版);2007年02期

3 Л.С.Соркин;А.С.матинов;邢鼎华;;厚壁管焊接接头残余应力的研究[J];电力建设;1982年04期

4 童宝义;;预载对焊接接头疲劳强度的影响[J];东南大学学报(自然科学版);1965年04期

5 李广铎;;15MnVNq钢焊接接头疲劳裂纹扩展规律的研究[J];机械设计与制造;1992年05期

6 王荣;杨峰;顾晓波;;超声冲击改善焊接接头残余应力的研究[J];江苏科技大学学报(自然科学版);2009年04期

7 李占明;朱有利;辛毅;;超声冲击处理对2A12铝合金焊接接头疲劳性能的影响[J];航空材料学报;2011年02期

8 万秋生;龚涛;;超高强度钢(GC-4)熔接接头断裂韧性初探[J];现代电力;1987年01期

9 卢庆华;陈立功;倪纯珍;;A105钢振动焊接接头的断裂韧度分析[J];上海交通大学学报;2007年09期

10 尹丹青;王东坡;杨倩;;双周疲劳载荷作用下超声冲击处理态焊接接头疲劳行为[J];天津大学学报;2009年10期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 王建刚;赵国强;顾志南;李宇峰;;焊接接头对H型钢挠度计算的影响[A];中西南十省区（市）焊接学会联合会第九届年会论文集[C];2006年

2 沈烈;关德林;;1016海洋油气管道焊接接头的残余应力及疲劳裂纹扩展研究[A];现代船舶机电维修技术（2005）[C];2005年

3 姜勇;巩建鸣;耿鲁阳;余正刚;荣冬松;;cr5Mo的A302和Ni基焊接接头在湿硫化氢环境下的应力腐蚀开裂[A];压力容器先进技术——第七届全国压力容器学术会议论文集[C];2009年

4 王联国;;钛管-钛钢复合管板焊接接头射线检测[A];陕西省第十届无损检测年会论文集[C];2006年

5 张建;罗国强;沈强;李美娟;王仪宇;张联盟;;MB2/LY12异种金属真空扩散焊及界面组织[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年

6 王宇;罗玉林;戴虹;陈丽;;高原地区钢轨现场焊平直度研究[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年

7 段权;;压力容器用16MnR钢焊接接头疲劳裂纹扩展规律的研究[A];疲劳与断裂2000——第十届全国疲劳与断裂学术会议论文集[C];2000年

8 阳代军;霍立兴;张玉凤;;国产塑料压力管道热熔对接焊机的研制与开发[A];2002年中国工程塑料加工应用技术研讨会论文集[C];2002年

9 梁希明;;高纯铝的焊接[A];安徽省焊接技术交流会论文集[C];2006年

10 马涛;唐连元;苗张木;;模块支墩厚板焊接接头CTOD韧度研究[A];中国船舶焊切技术暨新船型及海洋工程工艺发展高峰论坛论文集[C];2010年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 记者王卫 通讯员陈仲;[N];中国石油报;2010年

2 记者陈可;[N];南通日报;2010年

3 记者 周勇刚;[N];中华工商时报;2010年

4 记者 刘颖;[N];解放日报;2011年

5 本报记者 蒋薇;[N];中国能源报;2011年

6 记者 林馥盛;[N];汕头日报;2011年

7 本报记者 韩晓杰;[N];中国石化报;2011年

8 中国船舶工业市场研究中心 孙崇波;[N];中国船舶报;2011年

9 记者 李向阳　通讯员 边海军;[N];中国石油报;2011年

10 中国船舶工业经济研究中心 包张静;[N];中国船舶报;2011年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 徐荣正;镁合金焊接接头腐蚀行为及电弧喷涂防护研究[D];大连理工大学;2011年

2 赵志强;基于外部性理论的LNG储运中心选址模型与算法研究[D];武汉理工大学;2013年

3 吴良晨;超声频分量双周疲劳载荷作用下焊接接头的疲劳性能[D];天津大学;2008年

4 姜运建;P92钢焊接残余应力场及对高温寿命的影响研究[D];天津大学;2011年

5 王冰;我国天然气产业发展战略储备体系构建与LNG中继站建设[D];中国地质大学(北京);2012年

6 檀学燕;中国进口液化天然气可持续发展战略[D];中国地质大学（北京）;2012年

7 邹吉权;超高强度钢及其焊接接头的断裂行为研究[D];天津大学;2009年

8 王涛;基于断裂参量K因子的焊接接头等承载设计[D];哈尔滨工业大学;2012年

9 张红霞;AZ31B镁合金及其TIG焊焊接接头疲劳断裂行为及评定研究[D];太原理工大学;2010年

10 车洪艳;铝合金汽车部件的变形及损伤行为[D];兰州理工大学;2008年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 吴冰;不锈钢焊接接头疲劳失效评定方法研究[D];天津大学;2004年

2 王显栋;LNG船液舱维护系统殷钢薄膜焊接接头疲劳寿命分析[D];大连理工大学;2013年

3 石锋;焊接技术实现大口径弯管的成形工艺研究[D];天津理工大学;2010年

4 李艳;采用有限元分析多因素对焊接接头裂纹尖端塑性区的影响[D];太原理工大学;2002年

5 王俊;结构钢焊接接头的J_（IC）测试方法研究[D];哈尔滨工程大学;2003年

6 倪红芳;喷丸对不锈钢焊接接头应力腐蚀开裂影响的研究[D];南京工业大学;2004年

7 黄家伟;近α相钛合金与奥氏体不锈钢的相变超塑性扩散焊接研究[D];重庆大学;2004年

8 赵大为;空间热循环和辐照环境对LF6铝合金焊接组织及性能的影响[D];河南理工大学;2010年

9 孙敏科;焊接接头残余应力释放及控制研究[D];大连理工大学;2011年

10 束彪;2195铝锂合金焊接工艺及其接头组织性能研究[D];沈阳航空工业学院;2010年

  本文关键词：LNG船液舱维护系统殷钢薄膜焊接接头疲劳寿命分析，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：248434