焊缝收缩法焊接变形技术研究.pdf

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1、徐东，等：焊缝收缩法焊接变形技术研究·85·1焊缝收缩法焊接变形技术研究东1，李兴1，李晓延2，张盈彬1(1．上海船舶工艺研究所，上海200032；2．北京工业大学，北京100124)提要以船体甲板结构为研究对象，采用热弹塑性法和局部整体法计算分析甲板分段典型焊接接头应变大小。并将该计算结果与实验测量结果相对比控制和验证有限元计算精准度。以典型焊接接头计算结果为基础，采用Weld-Planner焊缝收缩法预测甲板分段结构的焊接变形。采用焊缝收缩法计算工程结构的焊接变形时，计算过程易于收敛，计算效率显著提高，是预测大型复杂结构焊接

2、变形一种方便有效的方法。关键词大型结构焊接变形焊缝收缩法热弹塑性法局部整体法中图分类号U671文献标识码AResearchontheCalculationofWeldingDistortionBasedonWeldingShrinkageMethodXUDon91，LIXin91，LIXiao—yan2，ZHANGYing—binl(1．ShanghaishipbuildingTechnologyResearchInstitute，Shanghai200032，China；2．BeijingUniversityofTechnol

3、ogy，Beijing100124，China)AbstractThisarticlefocusesonhulldeckstructureandappliesthethermal—elastic—plas—ticmethodandthelocal—globalmethodtocalculatethestrainofweldingjointindeckblock，thencomparesthecalculationresultswithexperimentalresultstOverifytheaccuracyoffiniteel

4、ementcalculations．Basedonthecalculationresultsoftypicalweldingjoint，theWeld—Plan—nershrinkagemethodisappliedtopredicttheweldingdistortionofdeckblockstructure．Withthismethod，thecalculationprocessofweldingdistortioninengineeringstructureiseasytOconvergeandthecalculatio

5、nefficiencyissignificantlyimproved．Itprovesthatthisisacon—venientandeffectivewaytOpredicttheweldingdistortioninlargecomplexstructure．KeywordsLargestructureWeldingdistortionWeldingshrinkagemethodThermal—elastic—plasticmethodLocal—globalmethod引言现代造船中焊接工作量在整个船体建造总工作量中占相

6、当大的比例，焊接水平的高低在很大程度上决定了船体的质量和生产效率，而焊接变形又是焊接过程中最难控制的一环。焊接过程不均匀的加热和冷却、材料的局部非协调塑性应变以及焊接残余应力的作用使得船舶结构产生各种焊接变形。焊基金项目：上海市博士后科研资助计划重点项目。项目编号：13R21420200。作者简介：徐东(1976一)，男，工学博士。接变形的存在不仅造成了焊接结构形状变异，尺寸精度下降和承载能力降低，而且在工作荷载作用下引起的附加弯矩和应力集中现象是船舶结构早期失效的主要原因，也是造成船舶结构疲劳强度降低的原因之一。文章以船体甲板

7、结构为研究对象，甲板结构由甲板板、纵横构架焊接而成。甲板多焊缝结构在焊接过程中不仅包含典型焊接接头存在的残余应力、失稳变形等问题[1]，同时多个焊缝结构之间存在内部作用力，易产生焊接变形。文中介绍以典型焊接接头计算∞~43为基础的Weld—Planner焊缝收缩法[5“]预测甲板分段结构的焊接变形。焊缝收缩法造船技术2015年第2期(总第324期)是基于焊接后焊缝部分的金属会发生收缩的原理而提出，焊缝在冷却过程中会发生收缩，这个收缩就是焊接残余应力和变形产生的原因。焊缝在收缩的同时在焊缝中产生等效收缩力和等效弯矩，通过等效收缩力

8、和等效弯矩即可计算结果焊接变形，计算过程易于收敛，计算效率很高。2焊缝收缩法计算原理进行工程结构整体焊接变形的计算方法之一是焊缝收缩法。焊缝收缩法是基于焊接后焊缝部分的金属会发生收缩的原理而提出，在实际应用中，可采用收缩力和收缩弯矩来实现焊缝收缩的计算。焊缝在冷