不同疲劳评估方法对角变形接头寿命预测适用性对比

疲劳失效是海洋工程焊接结构主要失效形式之一。文中以存在5°角变形的海洋工程结构用钢对接接头为研究对象,开展了应力比为0.5的抗拉疲劳测试,并结合IIW,BS 7608等标准数据曲线,对比分析了名义应力法、结构应力法、缺口应力法及应变能密度法对存在角变形焊接接头疲劳性能评定的适用性。研究结果表明,对于存在角变形接头疲劳寿命评估,名义应力法和结构应力法具有较好的适用性;缺口应力法、应变能密度法疲劳评估结果相对较保守。

激光陀螺组合体自主测量船体角变形的最优估计法

根据激光陀螺组合体测量的角增量计算得到的惯性姿态匹配测量方程,结合动态变形模型和静态变形模型,构建了船体角变形测量的最优滤波器,实现了角变形的最优估计。该方法将角变形和激光陀螺的随机漂移误差近似为平稳随机过程并分别构建滤波器,静态变形建模为白噪声驱动的一阶随机游走过程,动态变形建模为二阶马尔可夫平稳随机过程。通过角速度匹配测量方程进行了角变形的观测性分析得知:动态变形的估计精度与激光陀螺的测量精度相当,静态变形的估计精度依赖于船体摇摆频率和幅度,因此最优估计法的误差主要为静态角变形模型的估计误差。仿真结果表明,通过设置合适的静态角变形模型参数,该最优估计法测量角变形的误差小于10"。

厚板多层多道焊角变形分析方法

角变形一直是厚板多层多道焊过程中的突出问题 ,然而有关这方面的研究报道并不多见。作者对多层多道焊角变形的预测方法进行了分析 ,对已有的有关多层多道焊角变形经验公式进行了总结。在此基础上 ,提出了一种多层多道焊角变形的分析方法。应用基本的力学公式 ,结合焊接变形产生的原因 ,分析并推导出计算多层多道焊角变形的公式。最后 ,对厚板低碳钢单面V形坡口多道焊以及厚板高强铝合金双面V形坡口多道焊的角变形进行了实例分析。

堆焊角变形动态过程试验与数值分析

采用有限元数值模拟方法研究了CO2气体保护堆焊的角变形动态过程.为了反映夹具和焊接件的接触状态,将夹具和焊件统一建立有限元模型.对计算焊接角变形的接触约束二维模型、位移约束二维模型和位移约束三维模型进行了比较,并与试验结果进行了对比分析.研究结果表明:虽然二维模型不能反映焊接角变形的动态过程,但能得到和试验结果一致的残余角变形;三维模型能反映焊接过程中的动态角变形,但计算效率低;接触约束模型能计算出焊接件在夹具作用下的摩擦力和接触压力.

钢轨对接超窄间隙焊接的角变形

钢轨的超窄间隙对接对坡口宽度控制有严格的要求,焊接过程中的角变形直接影响坡口宽度的变化和焊后钢轨的平直度.通过钢轨的超窄间隙焊接试验,实测出焊接过程中角变形随焊层厚度的变化关系,其特征为：当焊层厚度达到13～18 mm时角变形达到最大值,当焊层厚度达到100 mm以上时,角变形不明显.在此变化关系的基础上估算出合适的反变形角度,可保证在焊接过程中坡口底部尺寸随着焊接角变形始终保持在合适的范围内.

水火弯板工艺参数和角变形关系的有限元分析

对于完全采用水火弯板成形船体板的情况,根据要加工形成的角变形量给出合适的工艺参数是水火弯板成形系统必须解决的问题。为了确定工艺参数,必须探索加热条件和角变形之间的关系。为此,文章提出了利用小板的变形来研究大板变形情况的相似性规律,并且用体功率模型来综合地考虑火焰速度、火焰有效功率、火焰作用半径和钢板厚度对角变形所引起的综合作用。基于这些分析方法,利用三维有限元法分析热源气体流量和热源速度对于不同厚度钢板的成形关系。

EH36船用钢焊接角变形有限元分析

采用有限元分析方法,根据实际焊接工艺过程,对船舶常用低温高强钢EH36中厚板的二道焊缝焊接温度场及焊接角变形进行了分析.中厚板焊接常为二道的埋弧焊接,在有限元分析中采用生死单元技术进行处理.有限元分析结果显示焊接温度场关于热源中心对称,同一厚度截面方向的节点处的焊接变形相同,而在横向由于焊缝在厚度方向收缩的不均匀性,处于焊缝间隙大的截面的节点焊接变形要大于处于小间隙截面的节点.实验结果证明了有限元分析的准确性.

水火弯板成形因素对角变形的影响

对于采用完全水火弯板方法成形双曲度船体板的情况,探索水火弯板成形因素和角变形之间的关系是必要的.利用数值模拟方法研究了热输入量、加热线距离板边的位置和钢板尺寸对于角变形的影响.为了描述钢板的热输入,提出了综合考虑火焰速度、火焰有效功率、火焰作用半径和钢板厚度的热源体功率模型,它可以更好地反映这些热输入影响参数所引起的综合作用.

激光热应力板料成形角变形分析

为了精确预测板料直线扫描时的角变形,本文采用简化约束模型分析了板料的变形历史和应变产生机制,在加热区域内将激光热应力变形过程分为3种不同的情况:(1)板料上下表面仅产生弹性变形;(2)板料上表面产生弹性变形和塑性变形,下表面仅产生弹性变形;(3)板料上下表面均产生弹性变形和塑性变形。通过对热变形第一种情况进行分析,提出了最小移动能量密度的概念,并推导出了板料产生热变形所需要的最小移动能量;针对热变形第二和第三种情况分别建立角变形解析模型,试验结果验证了该模型具有较高的精度。

预测角焊缝角变形的剪切固有应变法(英文)

基于一系列有限元数值实验,提出了角焊缝剪切固有应变分量的抛物面分布模型,并总结出模型表达式中各待定参数以及整体修正系数的经验公式。在此基础上,进一步提出了一种用于预测角焊缝角变形的线弹性简化方法,即剪切固有应变法。对T形接头和加筋板的角焊焊接实验证实了该方法对角焊缝角变形的预测结果具有一定的工程价值。

角焊缝角变形产生机制的研究

以T形焊接接头为算例,用有限元数值计算方法研究了六个固有应变分量各自对角焊缝角变形的作用效应,发现导致角变形产生的主要因素是与焊缝平行的平面内垂直于焊缝方向的固有剪切应变分量;将该固有剪切应变分量以均匀和非均匀两种分布形式施加在焊缝区,发现只有非均匀分布的固有剪切应变使焊接接头产生角变形。由此可知:角焊缝角变形产生的主要原因是在焊缝及其附近区域不均匀分布的固有剪切应变分量,而不是板厚方向上非均匀分布的横向固有正应变分量。此结论指出了关于焊接角变形产生机制的传统思维的认识误区,对研究预测角焊缝角变形简化方法具有指导意义。

球罐焊缝错边及角变形引起应力集中研究(Ⅰ)

压力容器特别是大型球罐,在组装焊接过程中极易产生错边及角变形缺陷,该缺陷的存在将在容器中产生严重的应力集中。通过对现有文献有关错边及角变形的附加弯曲应力公式进行整理,并对其各式的实验数据进行考核分析,得出利用这些公式计算,很难从中找出一种理想的表达式,必须从其他途径来寻找方法。

一种消除焊接对接接头角变形的面外拘束力和反变形的计算方法

应用弹塑性弯曲理论提出了一种消除焊接对接接头角变形的面外拘束力和反变形的计算模型和计算方法，并通过试验验证了方法的有效性。

对接接头角变形变化过程研究

普通碳素结构钢板由于自身具有的良好综合力学性能和可焊性能,被广泛的应用在各种焊接结构中,角变形一直是其对接接头焊接过程中需要解决的突出问题。本文对Q235和45钢板材对接接头多层焊角变形变化过程进行了测量,对其角变形变化过程和特点进行了分析和总结。认为,对接接头首层焊角变形变化过程与被焊材料的种类有关;对接接头各层焊缝角变形动态变化过程有所区别,首层焊缝角变形过程较为复杂。

基于理想流体对称碰撞模型的爆炸焊接流场角变形计算

采用理想流体对称碰撞模型,分析了爆炸焊接流场中沿流线的物理变形,推导出了角变形的理论计算公式,并采用Visual C++语言对其进行了编程计算,获得了驻点近区角变形的大小及变化规律。结果表明,在驻点近区,沿来流至出流方向角变形逐步增大,其变化率在驻点附近最大;沿出流方向,给定碰撞角,角变形随来流速度的增加而增大;给定来流速度,角变形随碰撞角的增大而减小。从理论和实验方面,间接地将计算结果与前人的结论进行了对比验证,结果是一致的,以此为基础配合驻点近区的应变率场,讨论了其对爆炸焊接波状界面形成的影响。

高精度水火弯板角变形测量仪研究

水火弯板是船舶制造中加工船体双曲度外板的主要方法 .它通常采用人工对样进行操作加工 ,不利于实现生产自动化 .国内外都在研究水火加工参数与成形的量化关系 ,故需要测量加工后外板角度的变化 .文中提出并研制了一种新的角变形测量仪 ,它采用两个高精度光电编码器构成两个平面 ,组成测量角度的机构 ,解决了水火弯板中角变形测量问题 .使用证明 ,它操作简单 ,能准确实时地测量微小角变形数据 ,测量精度达± 0 .0

刚性固定点位置对残余角变形的影响

基于大面积钢板对接焊角变形控制的实际需要,探讨并建立了刚性约束控制角变形的简化分析模型,应用数值模拟技术分析了约束力与约束位置的关系,以为工程实践中采用刚性约束进行角变形控制提供指导。

T型焊接结构的角变形控制(英文)

T型焊接在船舶结构中的应用是非常广泛的。T型接头附近局部的加热及冷却使被焊结构产生残余应力及角变形。目前在船厂精度控制中,通常采用构件焊接后对某些部位进行火工校正的方法来控制残余角变形。论文提供了另外一种有效控制结构残余角变形的方法:对结构焊前施加弹性的反向角变形。文中首先利用热弹塑性有限元来模拟未施加反变形的结构的焊接过程,以估算残余角变形;然后模拟施加了弹性反变形的结构的焊接过程,并计算此时结构的残余角变形,以最终确定构件所需要的弹性反向角变形值。施加了弹性反向角变形的构件在焊接后无需进行火工校正。

磁流体润滑螺旋槽机械密封环角变形计算

为研究磁流体润滑螺旋槽机械密封稳态运行时密封环的角变形,推导了外磁场作用下磁流体的黏度公式;基于Muijderman窄槽理论,计算了磁流体润滑螺旋槽机械密封压力场和磁流体膜的开启力,分析了操作参数和螺旋槽结构参数对磁流体膜厚度和密封环角变形的影响。结果表明:磁流体膜厚度和密封环角变形随着转速、密封介质压力、电流、槽深、螺旋角的增大而增大,随着堰槽宽比和槽长比的增大而先增大后减小,随着闭合力的增大而减小。为了得到较高、较稳定的动压效应和较小的密封环角变形,应取槽长比为0.8,槽深为2.5~10.0μm,螺旋角为10°~15°。

角变形实时测量系统中计算机控制系统的实现

研制一种新型的角变形实时测量系统, 其利用布设在甲板上的光电自准直平行光管和折转光管等相关设备, 通过计算机控制系统实现实时测量艇体两维动态变形量。计算机控制系统接收两组光电自准直平行光管的视频信号, 进行实时图像处理, 得出动态脱靶量, 并对两路图像的测量结果进行叠加得出舰艇的相对变形量。本系统已成功应用在某舰艇的实时测量系统中, 准确完成了实时变形的测量任务。