方形法兰—板壳结构焊接变形控制研究
发布时间：2022-10-19 15:09
焊接变形始终是在实际生产过程中所必须面临的问题,特别是某些尺寸大、连接壁板板厚尺寸相对较小而导致整体刚度较低的复杂结构,在焊接过程中受到不均匀加热和冷却、各区域不协调的塑性变形的驱动下最终容易形成较大的残余变形,变形量较大会影响到后续的装配精度,通常需要焊后变形矫正。因此焊接变形是焊接结构中的重点研究内容。本文针对由材质为Q235A钢板所构成的某大型容器升高座方形法兰-板壳结构在生产加工过程中所遇到的实际变形情况进行分析。并采用MSC.Marc有限元模拟软件对该结构的焊接过程进行了仿真计算,研究了该类结构焊接变形的性质及发生机理,考察了焊接顺序对方形法兰焊接变形的影响。在此基础上对方形法兰盘表面平面度指标最小的情况,施加不同的火焰矫正方案,考察矫正后方形法兰盘表面平面度指标。研究发现:1.有限元模拟结果表明,方形法兰-板壳结构的焊接变形是由法兰盘与立向壁板之间的角变形和结构整体的向上凸起挠曲变形共同作用的结果。前者由角焊缝表面和焊根焊后横向收缩量的差异引起,在法兰长度方向上角变形角度约为1.32°,对应立向壁板最大水平位移值为3.5 mm、宽度方向上角变形角度约为0.97°,对应立向壁...
【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 研究现状
1.2.1 影响焊接结构变形的因素
1.2.2 焊接变形种类及防控措施
1.2.3 国外模拟焊接变形及焊后矫形的研究进展
1.2.4 国内模拟焊接变形及焊后矫形的研究进展
1.3 主要研究内容
第2章 方形法兰-板壳结构焊接过程有限元分析
2.1 引言
2.2 建立焊接过程模型
2.2.1 网格划分
2.2.2 材料特性
2.2.3 焊接参数
2.2.4 边界条件
2.3 焊后残余应力分布及焊接残余变形分析
2.3.1 残余应力分布结果及分析
2.3.2 焊接残余变形结果及分析
2.4 本章小结
第3章 焊接顺序对方形法兰-板壳结构焊接变形的影响
3.1 引言
3.2 有限元模型的建立
3.3 优化方案-改变焊接顺序
3.3.1 宽度中心至长度中心对称焊顺序
3.3.2 长度中心至宽度中心对称焊顺序
3.3.3 法兰拐角焊至长度/宽度中心的对称焊顺序
3.3.4 法兰拐角焊至宽度/长度中心的对称焊顺序
3.4 结果比较与分析
3.5 本章小结
第4章 方形法兰-板壳结构的火焰矫正
4.1 引言
4.2 角变形火焰矫正过程及结果分析
4.2.1 有限元模型的建立
4.2.2 边界条件及火焰矫正参数
4.2.3 矫正结果及分析
4.3 法兰盘表面挠曲变形的火焰矫正过程及结果分析
4.3.1 有限元模型的建立
4.3.2 方案一边界条件及火焰矫正参数
4.3.3 火焰矫正方案一结果及分析
4.3.4 方案二边界条件及火焰矫正参数
4.3.5 火焰矫正方案二结果及分析
4.4 焊接工艺方案的制定
4.5 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]工字梁焊后变形的火焰矫正模拟[J]. 朱阁,王旭,莫春立. 沈阳航空航天大学学报. 2016(01)
[2]汽车驱动桥壳变形火焰矫正试验及数值模拟分析[J]. 宋守许,郑尚敏,唐自玉. 组合机床与自动化加工技术. 2013(11)
[3]浅析钢结构焊接变形的火焰矫正[J]. 宋长安. 科技视界. 2013(04)
[4]基于ABAQUS的船体外板火工矫正数值模拟[J]. 曾晓鹏,徐瀛. 科学技术与工程. 2012(35)
[5]对钢结构焊接变形的控制和矫正[J]. 梁晋平. 山西冶金. 2012(05)
[6]钢结构焊接变形火焰矫正的操作方法[J]. 李庆栓,卢现红,张瑞,李杰,荣红杰,王怀钰. 内蒙古石油化工. 2011(06)
[7]焊接变形的分析与控制在纵梁组装焊接中的应用[J]. 姜保国,谢大维,古晓光. 起重运输机械. 2011(02)
[8]轴类零件弯曲变形的火焰矫正[J]. 陈明煌. 化学工程与装备. 2010(08)
[9]结构件火焰矫正法在生产中的应用[J]. 刘晓红. 机械工程与自动化. 2010(04)
[10]T形结构焊接弯曲变形火焰矫正工艺分析[J]. 罗辉,霍玉双,张琦,张增乐,宋涛. 焊接技术. 2010(04)
博士论文
[1]转向架构架焊接变形数值模拟研究与应用[D]. 刘光洁.吉林大学 2014
[2]角焊缝角变形数值预测方法研究[D]. 徐琳.武汉理工大学 2007
[3]箱型结构焊接变形预测、控制及应用[D]. 崔晓芳.大连交通大学 2005
硕士论文
[1]S355J2结构钢的火焰矫正处理及组织性能分析[D]. 张玉娟.吉林大学 2013
[2]机车变压器箱型结构件的焊接应力与变形数值模拟[D]. 赖明建.中南林业科技大学 2013
[3]基于固有应变法预测转向架焊接变形的研究[D]. 朱平.天津大学 2012
[4]200km/h高速动车组焊接构架侧梁焊接顺序优化研究[D]. 王成强.大连交通大学 2007
本文编号：3693598
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
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摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究意义
1.2 研究现状
1.2.1 影响焊接结构变形的因素
1.2.2 焊接变形种类及防控措施
1.2.3 国外模拟焊接变形及焊后矫形的研究进展
1.2.4 国内模拟焊接变形及焊后矫形的研究进展
1.3 主要研究内容
第2章 方形法兰-板壳结构焊接过程有限元分析
2.1 引言
2.2 建立焊接过程模型
2.2.1 网格划分
2.2.2 材料特性
2.2.3 焊接参数
2.2.4 边界条件
2.3 焊后残余应力分布及焊接残余变形分析
2.3.1 残余应力分布结果及分析
2.3.2 焊接残余变形结果及分析
2.4 本章小结
第3章 焊接顺序对方形法兰-板壳结构焊接变形的影响
3.1 引言
3.2 有限元模型的建立
3.3 优化方案-改变焊接顺序
3.3.1 宽度中心至长度中心对称焊顺序
3.3.2 长度中心至宽度中心对称焊顺序
3.3.3 法兰拐角焊至长度/宽度中心的对称焊顺序
3.3.4 法兰拐角焊至宽度/长度中心的对称焊顺序
3.4 结果比较与分析
3.5 本章小结
第4章 方形法兰-板壳结构的火焰矫正
4.1 引言
4.2 角变形火焰矫正过程及结果分析
4.2.1 有限元模型的建立
4.2.2 边界条件及火焰矫正参数
4.2.3 矫正结果及分析
4.3 法兰盘表面挠曲变形的火焰矫正过程及结果分析
4.3.1 有限元模型的建立
4.3.2 方案一边界条件及火焰矫正参数
4.3.3 火焰矫正方案一结果及分析
4.3.4 方案二边界条件及火焰矫正参数
4.3.5 火焰矫正方案二结果及分析
4.4 焊接工艺方案的制定
4.5 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]工字梁焊后变形的火焰矫正模拟[J]. 朱阁,王旭,莫春立. 沈阳航空航天大学学报. 2016(01)
[2]汽车驱动桥壳变形火焰矫正试验及数值模拟分析[J]. 宋守许,郑尚敏,唐自玉. 组合机床与自动化加工技术. 2013(11)
[3]浅析钢结构焊接变形的火焰矫正[J]. 宋长安. 科技视界. 2013(04)
[4]基于ABAQUS的船体外板火工矫正数值模拟[J]. 曾晓鹏,徐瀛. 科学技术与工程. 2012(35)
[5]对钢结构焊接变形的控制和矫正[J]. 梁晋平. 山西冶金. 2012(05)
[6]钢结构焊接变形火焰矫正的操作方法[J]. 李庆栓,卢现红,张瑞,李杰,荣红杰,王怀钰. 内蒙古石油化工. 2011(06)
[7]焊接变形的分析与控制在纵梁组装焊接中的应用[J]. 姜保国,谢大维,古晓光. 起重运输机械. 2011(02)
[8]轴类零件弯曲变形的火焰矫正[J]. 陈明煌. 化学工程与装备. 2010(08)
[9]结构件火焰矫正法在生产中的应用[J]. 刘晓红. 机械工程与自动化. 2010(04)
[10]T形结构焊接弯曲变形火焰矫正工艺分析[J]. 罗辉,霍玉双,张琦,张增乐,宋涛. 焊接技术. 2010(04)
博士论文
[1]转向架构架焊接变形数值模拟研究与应用[D]. 刘光洁.吉林大学 2014
[2]角焊缝角变形数值预测方法研究[D]. 徐琳.武汉理工大学 2007
[3]箱型结构焊接变形预测、控制及应用[D]. 崔晓芳.大连交通大学 2005
硕士论文
[1]S355J2结构钢的火焰矫正处理及组织性能分析[D]. 张玉娟.吉林大学 2013
[2]机车变压器箱型结构件的焊接应力与变形数值模拟[D]. 赖明建.中南林业科技大学 2013
[3]基于固有应变法预测转向架焊接变形的研究[D]. 朱平.天津大学 2012
[4]200km/h高速动车组焊接构架侧梁焊接顺序优化研究[D]. 王成强.大连交通大学 2007
本文编号：3693598
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jinshugongy/3693598.html
