【摘 要】
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船舶结构的焊接变形对于造船精度控制具有重要的意义,为了准确地计算船体结构的焊接变形,本文首先以T型结构件的焊接过程为例,开发了T型结构件的焊接热弹塑性数值模拟模型,并且通过实验验证;然后采用传统的积分塑性应变的方法得到固有变形,加载到固有应变弹性有限元分析模型上,变形的计算结果与实验结果相符。然而,这种传统的通过焊接热弹塑性计算结果得到固有应变的方法需要消耗大量的时间。为了简化固有应变值的计算过程
【基金项目】
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基于固有应变的钢板多加热线感应加热变形预测方法研究;
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船舶结构的焊接变形对于造船精度控制具有重要的意义,为了准确地计算船体结构的焊接变形,本文首先以T型结构件的焊接过程为例,开发了T型结构件的焊接热弹塑性数值模拟模型,并且通过实验验证;然后采用传统的积分塑性应变的方法得到固有变形,加载到固有应变弹性有限元分析模型上,变形的计算结果与实验结果相符。然而,这种传统的通过焊接热弹塑性计算结果得到固有应变的方法需要消耗大量的时间。为了简化固有应变值的计算过程,本文采取通过焊接实验数据和固有变形的关系模型来获得固有应变的方法。为此,引入国外学者提出的无量纲热输入参数,该参数可以考虑不同材料和焊接条件的热输入;为了建立焊接工艺参数与无量纲热输入参数之间的联系,归纳了大量公开文献中的实验数据,并且做了四组焊接实验,从而拟合出了无量纲热输入参数与固有变形之间的关系模型。将该关系模型计算出的固有应变加载到焊接结构的弹性有限元模型,得到焊接结构的整体变形。最后,基于固有应变的弹性有限元分析方法,运用所建立的关系模型计算了六个焊接案例的变形,这些案例包括四组简单结构的焊接实验、加筋板结构和小组立结构,整体变形的计算值和实验值的平均相对误差均符合工程要求,结果表明该计算过程是有效的,可以为大型复杂结构的焊接变形计算提供参考。
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