船体典型分段制造工艺力学行为研究

发布时间：2020-09-24 09:19

　　 在造船技术愈发成熟的今天,对船舶制造业的研究,更多的倾向于造船技术的革新和造船精度的控制。船体结构的变形是影响船体精度最主要的因素。变形是因为力的作用,船舶在整个制造工艺过程中力学行为无处不在。对船舶制造工艺过程力学行为的研究,最终目的都是为改进工艺过程提供力学理论依据,为工程实践提供数据理论支撑,实现提高船舶建造水平。本文从力学行为角度出发,选取新扬子江造船厂39000吨散货船的双层底分段为研究对象,结合既定工艺方案,对分段在焊接工艺和吊装工艺的应力与变形进行分析探讨,具体研究内容如下:(1)应用热弹塑性有限元法对双层底分段上四种典型对接接头进行焊接残余应力和变形的数值模拟,结合四种典型对接接头的残余应力和变形分布特征,分析比较不同厚度,削斜和钝边对焊件残余应力和变形的影响。四种典型焊接接头分别为:等厚板对接焊,不等厚板对接焊(焊接上表面加工削斜),不等厚板对接焊(焊接下表面加工削斜),不等厚板对接焊(焊接表面加工削斜和钝边)。(2)应用固有应变法对双层底分段焊接变形进行预测,分析比较双层底分段在四种不同焊接顺序下的焊接变形,以分段变形量最小化为参考基准,择出相对较优方案。针对分段上大开孔存在与否的问题,设定两种方案对分段焊接变形进行分析比较,分析分段上大开孔对焊接变形的影响。(3)运用有限元软件Patran和Nastran对双层底分段整个翻身过程应力和变形分布特征进行数值模拟,总结分段在翻身过程中应力和变形分布规律。确定分段翻身至最危险处的角度值以及应力和变形值。(4)运用有限元软件Patran和Nastran分析双层底分段吊装过程应力和变形分布特征,根据分析结果对分段结构强度和吊装方案进行校核。结合已有的简化有限元法对分段吊装过程中吊耳强度进行分析计算,初步探讨了吊孔处接触载荷作用范围和吊耳孔径大小对吊耳强度的影响。对双层底分段在焊接工艺和吊装工艺力学行为的研究都是基于船厂既定工艺方案,有限元软件分析结果对既定施工方案的安全性和合理性进行了验证,数据分析结果给船厂设计和结构部门提供了理论分析数据参考,给生产部门的实际施工建造工序提供了指导作用。
【学位单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U671

【参考文献】

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本文编号：2825559