船體加筋板結構連續(xù)及間斷焊焊接變形研究.pdf

1、焊接工藝被廣泛地應用于船舶與海洋結構物建造中，對于焊接過程的模擬研究可以了解結構的焊接變形特點及規(guī)律，優(yōu)化和改進焊接參數，從而提高船體生產的效率及質量。近年來，熱彈塑性有限元方法由于其精度高，適用結構范圍廣泛，能夠考慮焊接過程中各重要影響參數等特點，被廣泛地應用于焊接問題的研究。加筋板結構具有強度重量比大，易于加工等特點，是船體結構的主要組成部分，比如甲板、船底、艙壁、舷側等。在船體建造過程中，主要采用焊接對船體加筋板進行加工及連接，在

2、焊接過程中不可避免地產生焊接變形，對船體下一階段的裝配造成了困難。基于熱彈塑性有限元的shell/solid模型方法是對傳統的solid模型方法的改進，在保證精度的前提下降低計算模型的自由度數量，減少運算消耗的時間，但是該方法要求對計算模型進行大量的前期處理。本文針對shell/solid方法存在的不足之處提出改進措施，并在此基礎上研究了連續(xù)焊接、間斷焊接以及不同焊接順序對于船體加筋板結構變形的影響。本文的主要工作如下：
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3、）Shell/solid模型方法提高了熱彈塑性有限元方法進行焊接模擬的研究效率，但是該方法需要對計算模型進行大量前期處理工作。本文利用Python語言基于Abaqus平臺進行二次開發(fā)，編寫了針對T形接頭模型shell單元及solid單元自由度自動關聯的子程序，提高了shell/solid方法前期處理的工作效率。通過算例，對該子程序的功能進行了測試與驗證。
　?。?）采用shell/solid模型方法建立典型的船體加筋板架有限元模型

4、。對比分析了加強筋兩側焊縫同時焊接與依次焊接這兩種焊接方式對于加筋板變形的影響。結果表明，采用同時焊接方法的加筋板架產生了較小的變形，變形結果較為對稱。
　　（3）針對該加筋板架模型，在采用同時焊接方式的基礎上，分析比較不同加強筋焊接順序對于加筋板變形的影響。結果表明，選擇合理的焊接順序有助于改善焊接變形。
　?。?）分析比較了鏈式間斷焊及交錯間斷焊兩種間斷焊接方式對于加筋板變形的影響。通過數據的比較發(fā)現，相比于連續(xù)焊接，采