箱形容器圆形法兰—板壳结构的焊接变形及控制

发布时间：2021-05-26 14:48

　　容器板壳结构的制造中经常因舱口、法兰、人孔、接管等结构的设置和连接而引入具有封闭回路的焊缝（封闭焊缝）,这些封闭环形对接焊缝或角焊缝的中间区域为中空的圆孔,虽然封闭焊缝一般都是在较大的拘束条件下进行焊接的,但中间孔的存在则会降低封闭焊缝焊接时的拘束度,板厚较小的焊接构件焊后中间孔位置区域易发生失稳变形,进而影响焊接构件的装配精度和使用性能。某厂大型箱形容器圆形法兰-板壳结构是一种典型的具有封闭焊缝的焊接结构,大跨度箱形容器、大尺寸圆形法兰-薄板的结构特点加剧了焊后的变形程度。本文借助有限元仿真软件对带有大尺寸圆形法兰的大跨度薄板结构焊接过程进行模拟分析,研究了圆形法兰-板壳结构焊后变形特征,并在分析变形机理的基础上提出了增加结构刚度、优化焊接顺序等变形控制措施,并采用仿真方法考察了变形的控制效果。研究发现:1.法兰-板壳结构焊后各区域产生不同程度的塌陷变形,其中最大塌陷位移6.184 mm位于法兰圆周内径,法兰圆周外径最大塌陷位移为4.790 mm,法兰圆周内外径对应节点最大塌陷位移差值（即法兰平面度）为1.797 mm,表现为法兰盘内凹弯曲变形。此外,法兰盘外环最大/最小直径差值为4... 

【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 焊接应力与变形的研究成果
        1.2.2 薄壳结构变形理论基础
        1.2.3 控制薄壳焊接变形的实验研究简介
        1.2.4 分段焊接顺序实验研究成果
    1.3 本文主要研究内容
第2章 圆形法兰-板壳结构仿真模型的建立
    2.1 引言
    2.2 圆形法兰-板壳结构有限元模型建立
    2.3 材料参数定义
    2.4 初始条件及焊接参数定义
    2.5 热力学边界条件
        2.5.1 热源模型
        2.5.2 散热边界条件
        2.5.3 力学边界条件
    2.6 接触体定义
    2.7 本章小结
第3章 圆形法兰-板壳结构焊接变形特征及变形机理
    3.1 引言
    3.2 圆形法兰-板壳结构模型坐标变换处理
        3.2.1 仿真模型坐标变换前仿真结果
        3.2.2 仿真模型坐标变换原因及处理方法
    3.3 圆形法兰-板壳结构焊接变形特征
    3.4 圆形法兰-板壳结构焊接变形机理
    3.5 本章小结
第4章 刚性约束对圆形法兰-板壳结构焊接变形控制
    4.1 引言
    4.2 增大圆形法兰刚度的变形控制效果
        4.2.1 增大法兰厚度的变形控制效果
        4.2.2 增大法兰外径的变形控制效果
    4.3 对斜顶壁板施加角钢约束的变形控制效果
    4.4 对斜顶壁板施加环形补强板的变形控制效果
    4.5 本章小结
第5章 焊接顺序对圆形法兰-板壳结构焊接变形控制
    5.1 引言
    5.2 分段焊及其焊接顺序的制定
    5.3 分段焊及其焊接顺序对焊接变形的控制效果
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]焊接顺序对某飞行器叉形结构焊接变形的影响[J]. 黄尊月,罗震,敖三三,董建涛.  焊接学报. 2016(08)
[2]焊接顺序对多焊缝干燥盘焊接残余变形的影响[J]. 齐海波,李江飞,梁丙辰,任德亮.  焊接学报. 2016(03)
[3]Q345钢对接接头残余应力与变形的预测[J]. 蔡建鹏,孙加民,夏林印,邓德安.  焊接学报. 2015(11)
[4]焊接顺序对大型薄板装甲钢结构焊接变形的影响[J]. 董文超,陆善平,李殿中.  焊接学报. 2015(07)
[5]焊接顺序对薄壁箱梁变形和残余应力的影响[J]. 董达善,俞翔栋.  热加工工艺. 2014(21)
[6]开孔补强设计在压力容器设计中的应用探析[J]. 王建波.  化学工程与装备. 2014(10)
[7]电力变压器监造发现质量问题分析及措施建议[J]. 陈金猛,毕天姝,孙萌,李志新.  变压器. 2014(05)
[8]钢结构焊接质量控制[J]. 阳云波.  科技创新与应用. 2014(05)
[9]基于图像处理的变压器渗漏油检测[J]. 董保国.  电力建设. 2013(11)
[10]Q460钢锻造平焊带颈法兰节点轴心受压性能分析[J]. 曾德伟,郭耀杰,刘汉生,金李.  电力建设. 2012(04)

硕士论文
[1]变电站充油设备常见渗漏油问题的研究及其预防处理措施[D]. 张智伟.华北电力大学 2014
[2]电力变压器制造的质量控制研究[D]. 汤晓飞.南京理工大学 2013
[3]压力容器非径向接管的应力分析与补强研究[D]. 邹军.华南理工大学 2012
[4]封闭焊缝焊接温度场和应力场的数值模拟[D]. 吉巧杰.华中科技大学 2007



本文编号：3206559