海洋平台典型结构焊接变形控制研究
发布时间：2021-08-18 20:40
海洋平台是国家海洋开发战略的重要设备,但因其结构复杂,焊接操作复杂,常在制造过程中产生较大的焊接变形,严重威胁海洋平台的安全长效运行。因此准确掌握焊接工艺、有效控制焊接变形、精确预测焊接工艺施工参数,是海洋平台质量控制的核心技术。为探究海洋平台结构焊接变形控制方法,制定焊接变形预防措施,本文以海洋平台建造构件中常见的悬臂梁、桩腿作为典型结构,基于有限元计算软件MSC.Marc,研究不同焊接工艺因素对其焊接变形的影响规律。具体研究内容如下:（1）有限元分析方法模拟焊接过程的应用研究。通过对焊接变形过程的分析研究,分析有限元法求解焊接过程的原理方法,指出了模拟焊接过程中模型优化、热源模型选择、生死单元技术等方法的合理应用,可极大提高焊接过程模拟效率和模拟精度。（2）焊接工艺参数对桩腿结构焊接变形规律的影响。通过对桩腿结构进行分析,将桩腿拆分为桩腿大厚板高强钢结构和桩腿K形管结构,使用有限元计算软件建立子结构模型,模拟研究了桩腿子结构的焊接变形规律,指出了不同焊接功率、焊接速度、焊接顺序对桩腿典型结构焊接变形的影响。（3）焊接工艺参数对悬臂梁结构焊接变形规律的影响。针对悬臂梁结构特点将其拆分...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 绪论
1.1 课题背景及意义
1.2 国内外研究现状分析
1.2.1 实验法
1.2.2 解析法
1.2.3 数值模拟法
1.3 海洋平台结构焊接变形分析
1.4 本文主要研究内容
2 有限元分析方法模拟焊接过程应用研究
2.1 有限元方法简介
2.2 焊接数值模拟基本原理
2.2.1 焊接过程中的传热条件
2.2.2 焊接过程中的数学边界条件
2.2.3 热传导问题的有限元法
2.3 焊接热源模型
2.3.1 带状高斯热源模型
2.3.2 正态高斯热源模型
2.3.3 体热源模型
2.4 焊接模拟过程的生死单元技术
2.5 本文研究方法分析
2.5.1 关键问题分析
2.5.2 解决方法介绍
2.6 本章小结
3 典型桩腿结构焊接变形控制研究
3.1 桩腿结构研究技术方案
3.2 桩腿大厚板高强钢结构建模
3.2.1 桩腿大厚板高强钢结构几何模型
3.2.2 桩腿大厚板高强钢结构有限元模型
3.3 桩腿大厚板高强钢结构有限元模拟计算
3.3.1 焊接功率对焊接挠度的影响规律
3.3.2 焊接速度对焊接挠度的影响规律
3.4 桩腿K形管结构建模
3.5 桩腿K形管结构有限元模拟计算
3.5.1 焊接功率对K形管变形的影响
3.5.2 焊接速度对K形管变形的影响
3.5.3 焊接顺序对K形管变形的影响
3.5.4 管轮廓线的焊接变形计算及分析
3.6 本章小结
4 典型悬臂梁结构焊接变形控制研究
4.1 悬臂梁结构研究技术方案
4.2 悬臂梁结构建模
4.3 悬臂梁双层T型结构模型
4.3.1 焊接顺序对双层T型结构的影响
4.3.2 焊接功率对双层T型结构的影响
4.3.3 焊接速度对双层T型结构的影响
4.4 悬臂梁肘板结构模型
4.4.1 焊接功率对肘板结构的影响
4.4.2 焊接速度对肘板结构的影响
4.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]船体结构火工矫正工艺热弹塑性分析[J]. 刘玉君,莫立新,张爱霞,邓燕萍. 中国造船. 2005(01)
[2]焊接数值模拟中分段移动热源模型的建立及应用[J]. 蔡志鹏,赵海燕,鹿安理,史清宇. 中国机械工程. 2002(03)
[3]焊接残余应力的简要估算法[J]. 汪建华. 造船技术. 1983(03)
[4]瞬态温度埸和热弹塑性埸的有限元分析[J]. 楼志文,童云生,闵行. 西安交通大学学报. 1981(06)
[5]船体焊接接头的拘束度及其对冷裂缝的影响[J]. 陈楚,汪建华,唐逸民,陈立功. 造船技术. 1981(03)
博士论文
[1]U肋加劲钢桥面板焊接残余应力与变形研究[D]. 顾颖.西南交通大学 2016
硕士论文
[1]大型船体结构焊接变形热弹塑性有限元数值模拟方法研究[D]. 沈济超.上海交通大学 2015
[2]焊接残余应力对船体结构疲劳强度影响的分析[D]. 高博.集美大学 2014
[3]半潜式海洋平台建造精度控制研究[D]. 李彬.哈尔滨工程大学 2012
本文编号：3350591
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 绪论
1.1 课题背景及意义
1.2 国内外研究现状分析
1.2.1 实验法
1.2.2 解析法
1.2.3 数值模拟法
1.3 海洋平台结构焊接变形分析
1.4 本文主要研究内容
2 有限元分析方法模拟焊接过程应用研究
2.1 有限元方法简介
2.2 焊接数值模拟基本原理
2.2.1 焊接过程中的传热条件
2.2.2 焊接过程中的数学边界条件
2.2.3 热传导问题的有限元法
2.3 焊接热源模型
2.3.1 带状高斯热源模型
2.3.2 正态高斯热源模型
2.3.3 体热源模型
2.4 焊接模拟过程的生死单元技术
2.5 本文研究方法分析
2.5.1 关键问题分析
2.5.2 解决方法介绍
2.6 本章小结
3 典型桩腿结构焊接变形控制研究
3.1 桩腿结构研究技术方案
3.2 桩腿大厚板高强钢结构建模
3.2.1 桩腿大厚板高强钢结构几何模型
3.2.2 桩腿大厚板高强钢结构有限元模型
3.3 桩腿大厚板高强钢结构有限元模拟计算
3.3.1 焊接功率对焊接挠度的影响规律
3.3.2 焊接速度对焊接挠度的影响规律
3.4 桩腿K形管结构建模
3.5 桩腿K形管结构有限元模拟计算
3.5.1 焊接功率对K形管变形的影响
3.5.2 焊接速度对K形管变形的影响
3.5.3 焊接顺序对K形管变形的影响
3.5.4 管轮廓线的焊接变形计算及分析
3.6 本章小结
4 典型悬臂梁结构焊接变形控制研究
4.1 悬臂梁结构研究技术方案
4.2 悬臂梁结构建模
4.3 悬臂梁双层T型结构模型
4.3.1 焊接顺序对双层T型结构的影响
4.3.2 焊接功率对双层T型结构的影响
4.3.3 焊接速度对双层T型结构的影响
4.4 悬臂梁肘板结构模型
4.4.1 焊接功率对肘板结构的影响
4.4.2 焊接速度对肘板结构的影响
4.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]船体结构火工矫正工艺热弹塑性分析[J]. 刘玉君,莫立新,张爱霞,邓燕萍. 中国造船. 2005(01)
[2]焊接数值模拟中分段移动热源模型的建立及应用[J]. 蔡志鹏,赵海燕,鹿安理,史清宇. 中国机械工程. 2002(03)
[3]焊接残余应力的简要估算法[J]. 汪建华. 造船技术. 1983(03)
[4]瞬态温度埸和热弹塑性埸的有限元分析[J]. 楼志文,童云生,闵行. 西安交通大学学报. 1981(06)
[5]船体焊接接头的拘束度及其对冷裂缝的影响[J]. 陈楚,汪建华,唐逸民,陈立功. 造船技术. 1981(03)
博士论文
[1]U肋加劲钢桥面板焊接残余应力与变形研究[D]. 顾颖.西南交通大学 2016
硕士论文
[1]大型船体结构焊接变形热弹塑性有限元数值模拟方法研究[D]. 沈济超.上海交通大学 2015
[2]焊接残余应力对船体结构疲劳强度影响的分析[D]. 高博.集美大学 2014
[3]半潜式海洋平台建造精度控制研究[D]. 李彬.哈尔滨工程大学 2012
本文编号：3350591
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/chuanbolw/3350591.html
