海洋平台筒式桩腿结构的焊接变形预测和消除

针对海洋生活平台桩腿的齿条与筒体焊接变形问题,基于迭代子结构法(ISM)和多核并行计算技术的高效热-弹-塑性有限元计算代码,依据结构对称性的特点,建立实际齿条与筒体焊接结构的1/4有限元模型,预测的焊接变形和测量结果趋势一致,数值基本吻合。为了提高建造精度,采用在筒体内表面进行堆焊的工艺措施,产生反变形,抵消齿条与筒体焊接产生的变形,焊接变形量可减70%。

环形加筋圆柱壳的焊接残余应力及振动特性研究

[目的]旨在评估环形加筋圆柱壳的复杂焊接残余应力及其对结构振动特性的影响等。[方法]首先,采用二氧化碳气保焊实现环形加筋圆柱壳的焊接,使用非破坏性的X(XRD)测量关键区域焊接后以及退火热处理后的焊接纵向残余应力。其次,通过高效的热−弹−塑性有限元计算,分析焊接过程中的温度场和残余应力,并研究移动体热源和固定热源模型对焊接模拟结果的影响。最后,在自由状态下测试环形加筋圆柱壳焊接后以及退火热处理后的结构振动特性,并通过有限元法预测结构振动模态及其固有频率。[结果]基于试验测量、焊接热−弹−塑性以及结构模态有限元计算,得到了环形加筋圆柱壳热处理前后的残余应力和振动特性。[结论]固定热源模型可以高效地预测环形加筋圆柱壳的热力学响应,预测的焊接残余应力与测量结果基本一致;退火热处理工艺可以有效消除焊接残余拉应力,且焊接残余应力对环形加筋圆柱壳的振动特性影响甚微。

曲面分段全建造流程的误差累积及精度预测

以海洋平台典型曲面分段为研究对象,梳理建造企业对切割和弯曲工艺的精度要求及误差响应,以及焊接工艺对应的典型接头力学载荷,并将其作为曲面分段建造的源头误差。基于弹性有限元方法,分析焊接工艺对曲面分段建造精度的影响;考虑切割和弯曲误差对焊接工艺的影响,并预测闭合加工误差的焊接工艺及其产生的焊接变形。为提升曲面分段建造精度的评估效率,建立基于遗传算法的BP(Back Propagation)人工神经网络,并以27组数据为训练样本,以9组数据为验证样本检验其预测的准确性。通过弹性有限元分析研究不考虑、保留及矫正切割和弯曲加工误差等3种情况下的曲面分段建造精度,结果发现三者存在明显差异。考虑切割、弯曲的加工误差及其焊接闭合工艺对曲面分段的建造精度的显著影响,基于遗传算法的BP人工神经网络具有极高的预测精度和稳定性。

药芯割丝水下湿式电弧切割割口成形及热影响区组织分析

针对水下作业发展的需要,利用药芯割丝进行了水下湿式电弧切割试验,分析了水下电弧切割过程中切割电压、电流及切割速度对割口成形的影响规律,并研究了割口热影响区的显微组织.结果表明,药芯割丝水下电弧切割过程中电弧长度、割丝伸出长度在不停变化;割口下口基本较上口宽;随切割电压或电流的增大,割口上下宽度均有所增加;随切割速度的增大,割口下口宽度逐渐变小.同时发现,由于水下冷却速度较快,割口热影响区较窄,可分为重熔区、过热区、完全再结晶区与不完全再结晶区等区域.

船体结构焊接变形的预测与控制研究进展

综述船体结构焊接变形预测与控制技术的研究进展。分析各种焊接变形预测和控制方法的特点,重点阐述几种预测方法:基于有限元分析的热弹塑性法和等效载荷法,以及基于数据挖掘的焊接变形预测法。同时,概括了几种船体结构焊接变形的控制方法:双丝旁路耦合电弧熔化极气体保护焊(Double ElectrodeGas Metal Arc Welding,DE-GMAW)、激光-电弧复合焊接技术和搅拌摩擦焊等先进焊接技术,优化焊接工艺参数、改变焊接顺序、改变约束方式等焊接工艺措施,以及施加反变形、控制温度场、综合分析等。相信近几年大数据、深度学习、机器人等领域的高速发展也会给船舶行业带来更成熟、有效的预测理论及更精确的变形控制技术。

金属材料焊接中超声无损检测技术的应用

超声波检测技术不会对被检测工件或设备产生伤害,在金属材料焊接中广泛应用。本文就超声波在金属材料焊接中的应用进行讨论。首先,从超声波无损检测技术优缺点入手,从检测宏观缺陷、微观缺陷、材料质量三方面对该技术在金属材料焊接中的具体应用,进行讨论,并明确该技术运用过程中的注意事项。

140 m级超大型打桩船的抱桩器设计

超大型桩架抱桩器不同于传统抱桩器,其能适用于各种角度的斜桩。抱桩器需安装在桩架上,因此桩架的整体强度及布置需综合考虑,需在结构强度、重量控制、液压缸的压杆稳性等方面进行计算和平衡,文中主要对桩架抱桩器的设计和研究进行阐述。

电力设备高压试验的分类与方法

当电力设备出厂投入使用前、投入生产发生故障维修后以及运行中进行绝缘检测,都要经历高压试验,以确保设备功能健全、修复良好以及绝缘符合标准。本文主要结合不同的电力设备,探讨高压试验的分类和操作方法,希望对此类操作具有借鉴作用。

挖泥船钢丝绳松弛及耙臂冲顶检测装置设计

耙吸挖泥船通过绞车控制耙臂的升降与作业姿态,在施工过程中绞车钢丝绳松弛会对系统控制精度与效果造成不良影响,而耙臂冲顶会损毁设备甚至导致安全事故。为对绞车钢丝绳松弛和耙臂冲顶状态进行检测,设计了一种装置将钢丝绳的位移转化为感应片的位移,检测感应片位置即可获取钢丝绳松弛和耙臂冲顶状态信息。通过实际制造、安装、测试该检测装置,装置可长时间稳定运行,能有效监测钢丝绳松弛和耙臂冲顶。装置现已在多艘挖泥船安装应用,运行状况良好。

大型绞吸挖泥船的减振措施

大型绞吸挖泥船在作业时会产生很大的振动,同时常规设备运转自身也会产生巨大的振动,因此振动中的潜在共振因素而引起的振动和噪音,将对船上船员的居住环境以及船舶设备的工作性能造成巨大影响。经过实船研究与分析,增加上建气动减振系统和阻尼材料,能够有效地降低其振动及噪音所产生的危害。

PSV系列船轴系安装工艺

随着国际油价的上涨,海工市场近期有所回暖,PSV、AHTS系列工程船需求也增加,针对该船型的特点,各船厂均在建造安装工艺方面改良优化,以此提高建造效率和性能安全性,下面就该系列船轴系安装工艺方面进行一些交流。

大型桩架建造与整体吊装工艺研究及其应用

桩架是打桩船的重要起重设备,其结构形状复杂,尺寸大,吊装及安装难度大,且整个桩架的建造、总拼合拢、安装精度要求极高。因此,文中详细叙述了140 m桩架的建造、安装工艺、整体起运吊装及其应用等,并综合考虑了桩架的整体强度设计及布置,在结构强度、质量控制、稳性等方面进行计算和平衡。

焊接机器人在船舶工业中的应用

在全球经济危机影响下,世界船舶行业一蹶不振。对于我国船舶行业而言,面临着严重的生存压力,例如订单少、利润低、产能过剩等问题的存在严重制约着船舶工业的发展。基于这一情况我国相关部门制定了船舶工业发展结构转型政策,同时加大对先进技术的研究力度,尤其是焊接机器人技术的应用对提升船舶制造质量、生产效率以及降低成本等都具有积极的意义。为了更加全面的了解焊接机器人在船舶工业中的应用,文章从焊接机器人在国内外船舶工业中的应用情况进行详细的分析,同时就我国焊接机器人技术应用所面临的困境进行深入的论述,并提出今后技术应用过程中应当注意的问题,旨在为我国船舶工业发展提供参考资料。

船舶配电盘和应急配电盘调试内容分析

在船舶电站中担任重要角色的是船用配电盘以及应急配电盘，二者同样也是船舶电站中的重要组成部分，更是船舶电气系统的 重要影响因素，时时刻刻影响着船舶业的发展。船舶中存在主配电盘和应急配电盘，并且二者必须达到国家规定的要求，对主配电盘和应 急配电盘进行调试和测试是对其使用的前提，只有做到这样，才可以使船舶的使用条件得以满足，让船舶电站可以对其功能充分发挥。

解析绞吸挖泥船桥架维修耳轴装备与使用

绞吸挖泥船装机功率越来越大,导致桥架系统的结构越来越强,因此桥架的重量越来越重,定期检验桥架耳轴的使用情况和维修便成为一个巨大的难题。当桥架系统设计配备维修耳轴时,可以便捷地进行桥架维修。本文主要阐述了桥架维修耳轴设计过程中的控制要点和使用过程中注意的事项。

140 m打桩船桩架分段划分与转运工艺研究

针对140 m打桩船桩架分段划分与转运过程中存在相互影响的问题,对其桩架进行分段划分,确定搭载顺序,规划合理的转运工艺路线。该方案解决了大型桁架结构的分段划分与转运难题,极大优化了桩架施工流程,提高了生产效率。

智能监控技术在船舶工程安全管理中的应用

智能的视频监控技术可以将网络作为基础,进而以数字化为主要内容进行有效的视频监控工作。和传统监控技术相比,智能监控技术可以有效自主的进行不同物体的识别,进而做出不同反应。

基于线性逼近的感应加热弯曲成形工艺及其应用

采用高频感应加热装置进行热弯成形试验,得到典型的单曲率板。通过高效的热-弹-塑性有限元计算,再现板材热弯成形的温度场特征和力学响应。同时,研究感应加热过程中的工艺参数对板材弯曲变形的影响,提出线性逼近迭代二分法和迭代0.618法,确定板材实际加热中的加热线位置和感应加热速度,并对其进行有限元分析。研究结果表明:采用规划的工艺参数进行热-弹-塑性有限元分析,得到的面外弯曲变形和面内收缩均与目标曲率板相吻合;线性逼近迭代二分法和迭代0.618法应用在感应加热单曲率热弯成形中具有良好的可行性和准确性,可供曲板热弯工艺的规划参考。

基于压条拘束的薄板接头焊接失稳控制

将焊接试验与数值模拟相结合,对采用压条拘束控制的2种典型焊接接头失稳变形机理进行了研究。基于热-弹-塑性有限元方法,分别再现5mm厚对接接头和T型接头在常规自由态和压条拘束下的焊接过程,将2种接头计算得到的面外变形与焊接试验后测量的面外变形进行对比,从而验证所采用的有限元计算方法的准确性。分别计算对接接头与T型接头在不同压条拘束距离下的面外变形,并分析拘束距离对2种接头焊接失稳变形的控制效果;比较不同拘束距离下接头的焊接温度场及固有变形,阐明压条拘束控制2种焊接接头失稳变形的机理。结果表明:施加压条拘束使对接接头的纵向固有收缩和横向固有弯曲均减小,从而控制其焊接失稳变形;T型接头施加压条拘束后,几乎不影响纵向固有收缩,但使得横向固有弯曲显著减小,从而达到控制焊接失稳变形的效果。

基于高频感应加热的船用钢板材弯曲成形

在船舶建造过程中,高频感应加热是实现船体板材高效高精度弯曲成形的重要方法。首先采用25 kW新型高频感应加热设备,进行不同感应加热过程及工艺的试验,得到典型弯曲形式的船体外板(马鞍型和帆型)。同时,采用三坐标定位仪进行面外弯曲变形的测量和曲面重构,得到试验板材面外弯曲变形的分布和数值。通过热-弹-塑性有限元分析与弹性有限元分析两种方法,计算预测板材在高频感应加热作用下的面外弯曲变形,两种数值方法预测的板材面外弯曲变形趋势和数值与测量结果比较吻合,且在弹性有限元分析中,计算机资源消耗少,计算结果精度高。