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《船體結(jié)構(gòu)腐蝕凹坑焊補(bǔ)修復(fù)技術(shù)研究.pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、笫39卷第5期2017年5月艦船科學(xué)技術(shù)SHIPSCIENCEANDTECHNoLOGYV01．39．NO．5May，2017船體結(jié)構(gòu)腐蝕凹坑焊補(bǔ)修復(fù)技術(shù)研究劉勇，豐少偉，張振海，夏江敏(海軍工程大學(xué)動(dòng)力工程學(xué)院，湖北武漢430033)摘要：針對(duì)船體結(jié)構(gòu)腐蝕凹坑修復(fù)問(wèn)題，利用熱一力耦合彈塑性數(shù)值計(jì)算技術(shù)，研究了焊補(bǔ)修復(fù)方法，對(duì)較大面積和深度坡口的厚殼體凹坑多道焊接過(guò)程進(jìn)行模擬計(jì)算，掌握殼體凹坑修復(fù)過(guò)程中溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)分布規(guī)律，得到最佳工藝參數(shù)，并利用試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果表明，采用數(shù)值計(jì)算方法可較準(zhǔn)確預(yù)測(cè)焊接的溫度場(chǎng)和變形以及厚板結(jié)構(gòu)的殘余應(yīng)力，為工藝參數(shù)的制定提
2、供重要依據(jù)。關(guān)鍵詞：船體結(jié)構(gòu)；腐蝕；凹坑；修復(fù)；焊接中圖分類(lèi)號(hào)：TGlll．8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672—7619(2017)05—0022—04doi：Io．3404／j．issn．1672—7619．2017．05．005ResearchonweldingrepairtechnologyofcorrosionpitsinhullstructureLIUYong，F(xiàn)ENGShao-wei，ZHANGZhen—hai，XIAJiang—min(OfficeofResearchandDevelopment，NavalUniversityofEngineer
3、ing，Wuhan430033，China)Abstract：Inordertosolvetheproblemofpitsrepairinginhullstructure，thewelding-repairmethodisstudiedbyUS‘ingthethermo-mechanicalnumericalsimulation．Themulti—channelweldingprocessofthickshellswithlargeareaanddeepgrooveissimulated．Thedistributionrulesoftemperaturefie
4、ldandstressfieldintheprocessofrepairingthepitsareob-mined，andtheoptimumprocessparametersareobtainedandvalidatedbyexperiments．Theresultsshowthatthetemperat。arefieldanddeformationoftheweldedjointandtheresidualstressoftheslabstructurecanbeaccuratelypredictedbythenumericalmethod，whichpr
5、ovidesimportantbasisfortheformulationofprocessparameters．Keywords：hullstructure；corrosion；pits；repair；welding0引言船體結(jié)構(gòu)在海水等介質(zhì)的腐蝕作用下容易產(chǎn)生凹坑，影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度?。對(duì)于較大面積和深度坡口的厚殼體凹坑，目前國(guó)內(nèi)缺乏修理技術(shù)文件和標(biāo)準(zhǔn)，而整體更換船體結(jié)構(gòu)牽連工程較大，時(shí)問(wèn)長(zhǎng)，費(fèi)效比低。采用焊補(bǔ)修復(fù)方法，可快速完成缺陷修復(fù)工作，牽連工程小，費(fèi)效比高，但受材料老化、施工環(huán)境有限等因素限制，修復(fù)過(guò)程中殘余應(yīng)力過(guò)大，將產(chǎn)生裂紋等新缺陷。國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究人
6、員對(duì)腐蝕凹坑修復(fù)開(kāi)展了大量研究，提出了一些分析方法，日本的上田幸雄等【21以有限元法為基礎(chǔ)，分析了厚板腐蝕凹坑焊接修復(fù)后的殘余應(yīng)力；WENSW等【3】利用Abaqus軟件分析了厚板凹坑焊接過(guò)程。前期相關(guān)人員在研究過(guò)程中，主要考慮凹坑的深度，對(duì)凹坑面積分析較小。本文針對(duì)較大面積和深度坡口的厚殼體凹坑焊接修復(fù)問(wèn)題，采用雙橢球三維熱源模型和熱彈塑性材料模式【4】，對(duì)較大面積和深度坡口的厚殼體凹坑多道焊接過(guò)程進(jìn)行模擬計(jì)算，并進(jìn)行試驗(yàn)分析，驗(yàn)證計(jì)算結(jié)果的有效性。1缺陷物理模型根據(jù)我國(guó)船體結(jié)構(gòu)使用的主要材料和尺寸結(jié)構(gòu)，取鋼板厚度為30mm，凹坑深度為20mm，凹坑面積為2
7、00mmx200mm，凹坑形狀為方形，如圖1所示。腐蝕凹坑深度已達(dá)到板厚度的2／3，腐蝕面積遠(yuǎn)超出現(xiàn)有相關(guān)修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)要求。收稿日期：2016—11—23；修回日期：2017—01一09基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金資助資助項(xiàng)目(51579242)；大學(xué)科研資助項(xiàng)目(425517k143)作者簡(jiǎn)介：劉勇(1963一)，男，博士，教授，研究方向?yàn)楣こ塘W(xué)。第39卷劉勇，等：船體結(jié)構(gòu)腐蝕凹坑焊補(bǔ)修復(fù)技術(shù)研究·23·j警警lI湊緩緩戮
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13、Fig．1Schematicdiagramofdefectsizeandshape2計(jì)算數(shù)學(xué)模型2．1焊接溫度場(chǎng)計(jì)算
14、模型對(duì)于三維焊接熱傳導(dǎo)模型，傳導(dǎo)方程為
